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365体育投注液冷技能那些事

来历:UPS运用 作者:施耐德电气IT事业部 李进 更新时刻:2019/5/17 16:20:16

摘要:近两年,365体育投注液冷技能的论题越来越热,在2018敞开365体育投注峰会上,就有4、5个专题是讨论液冷技能的,涉及到液冷工质,最佳实践等,并且发布了《液冷技能与运用开展白皮书》,这关于液冷技能的运用推行都起到了推动效果。

  近两年,365体育投注液冷技能的论题越来越热,在2018敞开365体育投注峰会上,就有4、5个专题是讨论液冷技能的,涉及到液冷工质,最佳实践等,并且发布了《液冷技能与运用开展白皮书》,这关于液冷技能的运用推行都起到了推动效果。

  1 概述

  (1)什么是液冷?

  液冷是指运用高比热容的液体作为热量传输的工质满意服务器等IT设备散热需求的冷却方法。液冷技能并不是最近才运用于核算机和IT范畴的,在上个世纪60年代,IBM的大型核算机就选用了水冷技能。现在液冷技能首要运用于高功能核算。

  (2)液冷的首要类型有哪些?

  依照液体与发热器材的拆阅方法,液冷首要分为直接拆阅型液冷和直接拆阅型液冷(图1)。

  ①冷板式液冷:首要发热器材固定在冷板上,依托流经冷板的液体将热量带走到达散热的意图,是典型的直接拆阅型液冷,因为硬盘,电源等其它发热部件仍然需求电扇驱动空气来散热,因而现在选用冷板式液冷的服务器也称为气液双通道服务器。冷板式液冷技能通过几年的开展相对老练,在近两年的敞开365体育投注峰会上,BAT等互联网巨子别离展示了其冷板式液冷服务器,并且,冷板式液冷服务器关于现在的365体育投注的架构影响不大,具有低噪音,高能效以及低整体具有本钱的特色,可处理较高热密度的365体育投注的散热问题。图2为冷板式液冷示例。

  ②浸没式液冷:望文生义是将发热元件浸没在冷却液中,依托液体的活动循环带走IT设备运转发作的热量。浸没式液冷是典型的直接拆阅型液冷,现在比较盛行的方法是将服务器浸没在特别规划的箱体中,可是这一架构下降了365体育投注修建空间使用率,也有部分厂商为服务器定制规划了一个外壳,外壳将每一个服务器和冷却液包裹起来,在不改变现有365体育投注布置架构的前提下,优化了空间使用率。浸没式液冷因为发热元件与冷却液直接拆阅,散热功率更高,相关于冷板式液冷,噪音更低(彻底没有电扇),处理更高热密度和愈加节能。图3为浸没式液冷示例。

  (3)冷却液的首要类型都有哪些?

  ①水:首要是去离子的纯净水,水作为一种简略取得的资源广泛运用于制冷体系中。水具有较高的比热容,是一种杰出的散热前言,其价格低价、环境友好、无污染,并且可与现有的体系兼容。但因为水并非绝缘体,只能运用于非直接拆阅型液冷技能中,一旦发作走漏会对IT设备形成丧命危害。

  ②矿物油:矿物油是一种价格相对低价的绝缘冷却液,单相矿物油无味无毒不易蒸腾,是一种环境友好型介质,可是,因为矿物油粘性较高比较简略残留,且其易分化,虽然燃点比较高,但毕竟是可燃性物质,在某些特定条件下仍是具有焚烧的危险。

  ③氯化钾:氟化液开端的效果是线路板清洁液,因为其绝缘且不燃的慵懒特色被运用于365体育投注液冷技能中,是现在运用最广泛的浸没式冷却液,但也是三种类型冷却液中价格最为贵重的。

  (4)浸没式液冷单相和两相体系哪种比较好?

  ①单相液冷:指冷却液在循环散热进程中没有发作相变,保持液态。单相液冷要求冷却液沸点高,冷却液蒸腾丢失操控相对简略,与IT设备的元器材兼容性高,冷却介质受污染较小,但相关于两相液冷其功率较低。现在发布的浸没式液冷事例绝大部分的是选用单相液冷体系。

  ②两相液冷:指冷却液在循环散热进程中发作了相变。两相液冷传热功率更高,并且无需泵体驱动流体的循环,可是冷却液蒸腾丢失操控相对杂乱,密闭的箱体虽然能够处理冷却液蒸腾丢失的问题,但因为发作了相变导致箱体的压力发作变化,压力容器的规划出产需求严厉的监管以保证运用的安全。此外冷却液介质易受污染,需求预处理和污染操控来保证体系的正常运转。

  (5)液冷技能运用于365体育投注的首要驱动力有哪些?

  传统服务于高功能核算范畴的液冷技能,现在越来越多的运用于365体育投注,需求驱动使365体育投注运转于更高的密度,以及选用比风冷技能更高效的制冷处理方案。365体育投注液冷技能的运用驱动力首要体现在以下几个方面:

  2 人工智能技能的立异与开展

  最近几年,CPU的年增加率十分符合摩尔定律,包含GPU,以及FPGA(现场可编程门阵列)和ASIC(专用集成电路)也在365体育投注运用范畴出现快速增加,进一步推高了365体育投注IT设备的功率密度。

  “机柜的功率密度正在提高,Uptime追寻监测的大部分365体育投注的机柜功率密度现在到达了10kW,乃至部分机柜的功率密度到达了30KW,并且这不是在高功能核算运用范畴”Uptime Institute的Andy Lawrence如是说“液冷体系特别是浸没式液冷体系十分合适处理CPUs和GPUs的散热问题”。

  3 进一步下降365体育投注的运转本钱

  365体育投注制冷体系的运转本钱是贵重的,虽然业界不断的立异风冷体系,从传统的机房空调到直接风侧天然冷却的AHU和直接风侧天然冷却的AHU,可是因为空气的载热才能远远低于液体,因而选用液体冷却液的液冷技能可大幅下降365体育投注的动力使用率,已发布的浸没式液冷365体育投注的PUE值到达1.05乃至更低。对照于风冷体系365体育投注的PUE值=1.3-1.5,其能效效果十分明显。

  4 边际核算

  并不是一切的边际核算365体育投注都会选用液冷的方法,据预算,将有超越20%的边际核算365体育投注会选用液冷技能。液冷技能因为其高效,布置对修建物依赖度低以及静音安全等特色,可满意场所电力容量缺少的条件下布置更高密度。

  5 365体育投注布置液冷技能的首要阻止有哪些?

  心爱液冷技能具有风冷技能无法比拟的长处,并且商场的驱动力使得液冷技能的大规模运用具有了坚实的根底,那是不是在365体育投注布置液冷技能就没有任何阻止了呢?明显作业并不是如此简略:

  ①缺少相应的标准支撑

  现在液冷技能,尤其是浸没式液冷技能在365体育投注还缺少大规模运用事例,并且缺少相应的国家或许职业标准关于这一技能进行有用的标准。

  ②365体育投注的空间使用率

  现在的365体育投注物理根底设备的规划是根据现在的风冷体系架构,一个简略的比如,楼体的承重,机房的层高级,浸没式液冷根据液体容器的规划,以及人员保护的便利性,必定形成空间使用率下降。

  ③制冷架构颗粒度过低,形成运转与保护变得杂乱

  液冷的颗粒度是机柜(箱体)级,服务器级乃至是芯片级的,比现在干流的风冷体系颗粒度过低,体系杂乱并且保护也相对困难。

  ④腐蚀

  在前文说到的三种常见类型的冷却液,其自身都是没有腐蚀性的,例如水,但水中的其它物质却具有腐蚀性,因而在冷板式液冷中一般选用去离子的纯水。此外,矿物油和氟化物自身也不具有腐蚀性,但因为与空气拆阅并被空气中的其它物质污染而具有潜在腐蚀IT设备的危险,需求预处理来防止这种状况的发作,也推高了液冷技能布置的本钱。液冷技能关于现有的365体育投注的制冷架构是一个巨大的应战,一起也是巨大的机会,跟着液冷技能的不断完善,必将在365体育投注制冷范畴占有重要的位置。

  作者简介

  李进,施耐德电气IT事业部事务开展司理。具有365体育投注制冷范畴多年从业经历,历任体系工程师,产品司理和事务开展司理,致力于365体育投注客户制冷需求以及前沿技能的研讨,屡次参加《365体育投注机房空调体系技能白皮书》的编写。

  责任修改:DJ修改

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