資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：可以料想，數據中心會產生大量的熱量，據悉，其能量使用密度超過一棟普通辦公大樓百倍以上。數據中心和設備內部的熱負載必須得到有效管理，為了給數據中心降溫，各數據中心紛紛采取各種措施。例如，首次引入數據中心液體冷卻，為人工智能芯片冷卻。
一年中最熱的時節已經到來，很多事物都在經受高溫的磨練，就連瑞典北部北極圈和北臨北冰洋的西伯利亞部分地區，氣溫也一度達到30多度。
接受烈日考驗的不只有生物，還有各種各樣的非生物工具。隨著大數據、云計算時代的到來，海量數據涌入我們的生活。這個時代，數據對于我們來說像是“石油”，成為企業最為寶貴的財富，而數據中心作為數據存儲與交互的基礎設施，其重要性日益凸顯。
數據中心一般是一個大型倉庫，主要存放服務器和其它聯網的計算機設備，這些設備保存著互聯網上的大部分數據的同時，也為云計算提供必須的計算力。可以料想，數據中心會產生大量的熱量，據悉，其能量使用密度超過一棟普通辦公大樓百倍以上。
數據中心和設備內部的熱負載必須得到有效管理，為了給數據中心降溫，各數據中心紛紛采取各種措施。那么，時至今日，數據中心冷卻技術有哪些發展？哪些冷卻方式最受廠商青睞？
自然冷卻，即僅使用外部空氣溫度與設備之間的溫差給設備降溫，算得上是數據中心最早的冷卻方案之一，但這種冷卻方法受地區限制，因此數據中心通常會使用某種形式的空調設備來冷卻IT設備。
用于數據中心降溫的空調設備也經歷了一段時間的發展，從早期的普通空調到70年代的精密空調，風冷因成本較低一直發展較快，但隨著設備的不斷增加，服務器越發的密集，風冷也逐漸不能滿足冷卻需求，而可用性、綠色節能、動態冷卻成為了主要的創新方向，其中液冷技術因為突出的性能受到眾多廠商的青睞。
液冷，是指通過液體來替代空氣，把CPU、內存條、芯片組、擴展卡等器件在運行時所產生的熱量帶走。根據目前技術研究的進程，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）兩種系統模式。
如果說之前的風冷是讓服務器吹風扇，那么液冷就是讓服務器淋浴或者泡澡。目前，業界主要的液冷技術有三種：冷板、噴淋和浸沒。
冷板液冷是將冷卻水從特制的注水口流入，經過密閉的散熱管流進主機，帶走CPU、內存和硬盤等部件的熱量后再流出。
噴淋式液冷是指對IT設備進行改造，部署相應的噴淋器件，在設備運行時，有針對性地對發熱過高器件進行冷卻。
相比之下，浸沒式液冷比較特殊。據了解，浸沒液冷技術的散熱效果最早在國外出現，可以理解為將服務器泡在液體里，雖具有可實現高密度、低噪音、低傳熱溫差、自然冷卻等優點，但是浸沒式液冷技術難度非常大，成本較高，目前業界只有單機測試、單機展示，尚未出現服務器集群部署。
事實上，液冷的概念多年前就已經出現，但是近年來才開始興起。這主要是因為隨著數據中心產業的蓬勃發展，尤其是高密度甚至超高密度服務器的部署，數據中心制冷面臨的挑戰日漸嚴峻，如何進一步降低高居不下的電耗，如何在保證性能的同時，實現數據中心的綠色發展，成為業界關注和突破的焦點。
目前，國內外主流廠商都在大力推進液冷技術研究。例如，Facebook公司正在推出一種與Nortek空氣解決方案公司合作開發的新型間接冷卻系統——StatePoint液體冷卻（SPLC）解決方案。自2015年開始開發以來，這項技術（已獲得Nortek專利）采用液體－空氣熱交換器，通過膜分離層蒸發技術冷卻用水，然后采用冷水冷卻數據中心設施內的空氣，膜層可以防止水和空氣之間的交叉污染。
再如，以合一液冷技術為核心的噴淋液冷數據中心采用的是一種區別于傳統風冷和浸泡冷卻方式的全新液體冷卻方式，直接將絕緣環保的液體冷卻介質精準噴淋到服務器內部的發熱器件或與其接觸的散熱器上，冷卻液迅速吸收芯片熱量并通過液冷系統傳遞到戶外大氣環境中，既解決了風冷效率低的問題，也解決了浸泡改造和維護費用高的問題。
據行業消息，液體冷卻方案正在興起，有AI和網絡邊緣計算等技術的驅動，也有數據中心降本降耗的倒逼，目前越來越多的廠商采用液體冷卻技術為其數據中心降溫。例如，Google I／O 2018首次引入數據中心液體冷卻，為人工智能芯片冷卻。
創新是引領科技發展的第一動力，液冷技術作為一種高效、節能、安全的冷卻技術，正在成為大多數數據中心的必然選擇。
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