數據中心“冷”戰：風冷“不冷”液冷崛起

       12月10日，在中國IDC產業年度大典“液冷科技”專場分論壇上，賽迪顧問邀請液冷產業各方聯合發布了《中國液冷數據中心發展白皮書》，其中提出：與風冷技術相比，液冷技術的高效制冷效果，將更有益于服務器使用效率和穩定性提升，令數據中心在有限空間內，能夠布置盡可能多的服務器，從而提升數據中心運算效率。

       該白皮書指出：液冷技術兼具節能降噪的優勢，其余熱利用也可以創造更多的經濟價值，因此液冷技術崛起將會成為大勢所趨。據預測，2025年中國液冷數據中心市場規模將超千億元 。

       以白皮書發布為契機，數據中心風冷與液冷之爭再度成為了業界關注的焦點。

風冷和液冷之爭由來已久

       應該說，數據中心風冷、液冷之爭由來已久，究其原因還是在于數據中心在使用風冷技術過程中普遍存在著種種不足，讓風冷式數據中心在使用中暗藏危機：數據中心溫度很低，IT設備卻沒有得到有效降溫，從而降低了IT設備的可靠性、安全性。

       風冷數據中心非常突出的一個短板：機架的功率密度偏低，遠遠達不到超大規模數據中心和高性能計算中心30kw+的需求。數據中心空間寸土寸金，風冷“不冷”的矛盾日益突出。

作為風冷技術的升級方案，液冷技術快速崛起，已經成為大勢所趨。

       與風冷技術相比，液冷技術并不存在氣流流動不規則、冷熱氣流混合等問題，其冷熱分布、流動等一目了然，從而降低了運維管理的門檻，實現更高效率、服務保障。液冷技術因此受到追捧和青睞!

中科曙光旗下專注基礎設施研發的子公司曙光數創公司高級副總裁姚勇指出：液冷技術在數據中心大規模商用時機已經成熟，液冷將成為新時期數據中心建設顯著的特征和標簽!姚勇斷言：數據中心將迎來“液冷數據中心”新時代。

液冷技術快速掃描

       從原理上講，液冷技術概念簡單，就是使用液體作為冷媒，與ICT設備進行熱交換，帶走熱量為ICT設備降溫。

       與風冷技術相比， 液冷技術具有溫度傳遞快、帶走熱量多、噪音低和節能、節省空間的優勢。以熱量帶走更多為例：同體積液體帶走的熱量是風冷的3000倍;熱傳導的效率是空氣的25倍。液冷在技術指標上優勢明顯。

        在技術路線上，液冷技術可以分為 間接制冷和直接制冷兩種方式，而直接制冷又可以分為相變和非相變。其中，間接制冷也稱冷板式;直接制冷又稱為浸沒式。

       液冷技術中，間接制冷或者 冷板式比較簡單，主要通過冷板與ICT設備進行熱交換，冷板設計可以給數據中心機架安裝液冷門，也可以深入到ICT設備中，與CPU等發熱器件貼合帶走熱量。

       冷板式液冷微模塊配合數據中心精密空調使用，能夠輕松實現單機柜40kw～55kw的功率密度。有實際數據表明，采用液體冷媒，90%以上的熱量可以通過冷媒帶走，風冷部分功耗可以降低70%～80%，年平均節省電費40%～50%，數據中心PUE可以優化至1.2，大大提升數據中心能源效率。

       有統計數據表明，由于引入冷板式液冷系統，會帶來25%以內建設成本增加(相對于風冷)，但是由于液冷系統能源效率顯著， 3年系統運行就可以回收液冷系統的建設成本，如果折算額外性能提升，這個回收期可以進一步縮短到2.5年。

       在很多傳統的印象中，液冷系統部署比較復雜，更有很多人會擔心液體泄漏、冷凝水等問題。 這種擔心實際上是多余的，如今，冷板技術已經非常成熟。以曙光為例，已經提供了液冷微模塊、液冷機柜、分布式CDM、豎直分液單元VCDU以及冷板式液冷服務器等多種成熟的產品。與此同時，曙光還可以根據用戶實際需要，提供冷板液冷服務器定制開發。

       相比冷板式液冷系統，全封閉相變浸沒式液冷系統是 一種更加徹底的液冷技術設計。其中，高密度計算節點(如刀片)完全浸沒在冷媒中，冷媒與發熱元器件直接接觸，從而減少了接觸熱阻。如果采用相變換熱，則潛熱為比熱的數百倍。采用浸沒式設計，服務器實現了無風扇設計，不僅將風扇功耗降低為0，也可以將噪音控制在45分貝以內。此外，全浸沒方式，其內部溫度場均勻，不僅一次性解決了全部元器件的散熱問題，同時也大大提升了元器件的可靠性。

       以采用“刀片式浸沒相變液冷”技術的 中科曙光新一代計算機“硅立方”為例，其PUE降至1.04(全球數據中心PUE平均值為1.58)，相比風冷數據中心能效比提升超30%，CPU等核心芯片部件性能可提升20%，單機柜功率密度達160Kw，計算設備可靠性至少提升一個數量級。

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