在大數(shù)據(jù)爆發(fā)的時(shí)代，特別是隨著AI技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量更是以幾何倍數(shù)增長(zhǎng)。承擔(dān)這些數(shù)據(jù)運(yùn)算和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中心，也出現(xiàn)了高密高電的發(fā)展趨勢(shì)。這樣的發(fā)展帶來(lái)的一個(gè)問題就是散熱，傳統(tǒng)的空氣冷卻散熱系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)了不堪重負(fù)的現(xiàn)象，而液冷技術(shù)由于具有更高的效率和更低的能耗，已經(jīng)嶄露頭角。

所謂的液冷，并不是單純指的水。指的是將高比熱容的液體作為傳輸介質(zhì)，將IT設(shè)備或者服務(wù)器產(chǎn)生的熱量帶走，使之冷卻。事實(shí)上，早在上世紀(jì)60年代，IBM就已經(jīng)開始使用液冷技術(shù)的前身，也就是水冷來(lái)對(duì)其大型計(jì)算機(jī)降溫了?，F(xiàn)在的液冷技術(shù)由于成本問題，主要應(yīng)用于高性能計(jì)算領(lǐng)域。

液冷的分類

液冷主要有兩種類型，一種叫做直接接觸型液冷，還有一種叫做間接接觸型液冷。這個(gè)區(qū)分主要是根據(jù)制冷液體和設(shè)備之間的接觸方式而定的。

首先我們來(lái)說(shuō)說(shuō)間接接觸型液冷。這里面的典型是冷板式液冷，是將需要散熱的設(shè)備固定在一塊冷板上，而液體在通過冷板的時(shí)候?qū)⒃O(shè)備的熱量帶走，以達(dá)到散熱的目的。但是像機(jī)箱內(nèi)部的硬盤，電源等部件，由于不能接觸到液體，所以依然需要靠風(fēng)扇來(lái)散熱，采用這種冷板式液冷散熱的服務(wù)器還有個(gè)別名，叫做氣液雙通道服務(wù)器。這種冷板式液冷服務(wù)器的優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的影響有限，噪音低，能效高和成本可控。對(duì)于那些較高熱密度的數(shù)據(jù)中心散熱比較合適。目前像百度，阿里和騰訊，均展示過自己的冷板式液冷服務(wù)器。

除此之外，還有一種方式叫做浸沒式液冷。這種方式的特點(diǎn)在于將服務(wù)器等需要散熱的IT設(shè)備完全浸沒在冷卻液中。依靠液體的循環(huán)流動(dòng)帶走熱量。這也叫做直接接觸型液冷。一般來(lái)說(shuō)是將服務(wù)器放在特殊設(shè)計(jì)的容器中。冷卻液在將熱量帶走以后會(huì)被氣化，再通過其他裝置冷卻后循環(huán)利用。這種方式由于冷卻液和設(shè)備充分接觸，所以散熱效率更高，再加上沒有風(fēng)扇，所以比冷板式液冷的噪音更低。比如曙光的硅立方，就是典型的沉浸式液冷。

液冷技術(shù)的冷卻液都是啥？

水

液冷最直接，成本也最低廉的冷卻液當(dāng)然是水。但由于水并非絕緣體，所以只能應(yīng)用于間接接觸型液冷。除此以外，安全防護(hù)十分重要，一旦發(fā)生泄漏，對(duì)服務(wù)器等IT設(shè)備的損害將非常致命。

礦物油

除了水之外，礦物油也是一種物美價(jià)廉的冷卻液。單相礦物油無(wú)毒無(wú)味不易揮發(fā)。但由于粘性較高，容易在設(shè)備表面形成殘留。另外，雖然燃點(diǎn)較高，但是在某些特定條件下還是有燃燒的可能，必須加以注意。

氟化液

電子氟化液最大的特點(diǎn)是絕緣，且不燃。在數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)中是最安全的一種，也是目前應(yīng)用最廣泛的。但是其高昂的價(jià)格讓很多有志于液冷技術(shù)的廠商咋舌。

以往來(lái)說(shuō)，液冷技術(shù)主要應(yīng)用于高性能計(jì)算領(lǐng)域。但是隨著現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心向著高密高電的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足其散熱需求。這些都是促使液冷技術(shù)下沉的主要因素。

雖然風(fēng)冷系統(tǒng)的創(chuàng)新從未止步，從傳統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)到直接風(fēng)側(cè)自然冷卻的AHU和間接風(fēng)側(cè)自然冷卻的AHU等方式層出不窮。但由于載熱能力的差距，相比于風(fēng)冷，液冷技術(shù)可以大幅度降低數(shù)據(jù)中心的能源消耗。比如很多沉浸式液冷數(shù)據(jù)中心的PUE甚至可以達(dá)到驚人的1.03-1.05。但是相同規(guī)模的風(fēng)冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，其PUE值還在1.3-1.5之間。

得益于更高的散熱效率，對(duì)建筑物的依賴度更低，以及靜音安全的特點(diǎn)，那些對(duì)場(chǎng)地，電力要求較高的數(shù)據(jù)中心也會(huì)逐漸考慮采用液冷技術(shù)。除了傳統(tǒng)的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心以外，隨著邊緣計(jì)算時(shí)代的來(lái)臨，未來(lái)的邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)中心也會(huì)有大概20%采用液冷技術(shù)。

數(shù)據(jù)中心液冷和水冷的區(qū)別

對(duì)液冷技術(shù)比較關(guān)注的朋友大概已經(jīng)捕捉到些許不同，液冷服務(wù)器、水冷超算集群，這都是什么樣的存在呢？我們今天就帶著這一問題一探究竟。

液冷，是指通過液體來(lái)替代空氣，把CPU、內(nèi)存條、芯片組、擴(kuò)展卡等器件在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量帶走。根據(jù)目前技術(shù)研究的進(jìn)程，將液冷分類為了水冷和冷媒冷卻，可用冷媒包括水、礦物油、電子氟化液等。按照冷卻原理，又將液冷分為了冷板式液冷（間接式冷卻）和浸沒式液冷（直接式冷卻）兩種系統(tǒng)模式。

從曙光和聯(lián)想發(fā)布的兩款產(chǎn)品來(lái)看，都屬于間接式冷卻即冷板式液冷服務(wù)器，百度在2017百度AI開發(fā)者大會(huì)上也展示了在GPU上加了冷板散熱器的X-Man 2.0，這些冷媒都采用了水。

從圖片上可以看出，三款服務(wù)器都是將水從特制的快速接口注入，經(jīng)過密閉的送水管路，將CPU的熱量帶走后，通過回水管路流出。其差別在于，曙光和百度所使用的管路為軟管，而聯(lián)想則采用了銅管，相比銅管軟管易于彎折，布局更自由。另外曙光第二代冷板式液冷服務(wù)器，液體冷卻系統(tǒng)囊括了內(nèi)存條。

所以，液冷可能是水冷，也可能是其他冷媒，需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的可靠性等級(jí)要求而定；但水冷一定是液冷技術(shù)范疇內(nèi)的。

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