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數據的增長眾所周知,但和數據同步增長的是服務熱量的增長,數據中心的PUE值成為政府、企業(yè)共同努力降低的目標,液冷技術憑借散熱優(yōu)勢成為數據中心降低該指標的主流。除PUE指標外,還有三個因素驅動著液冷技術在數據中心崛起,分別為AI、邊緣計算應用及成本。
液冷技術概況
液冷是指借助高比熱容的液體作為熱量傳輸介質滿足服務器等IT設備散熱需求的一種冷卻方式,其最早的應用可追溯到上個世紀60年代IBM的大型機。發(fā)展到現在,液冷已經在超算、普通服務器設施上應用。
同時,當前的液冷技術主要分為間接接觸型液冷和直接接觸型液冷。其中,間接接觸型液冷最典型的應用是冷板式液冷,直接接觸型液冷最典型的應用則是浸沒式液冷。
AI使得數據中心功率升高
毫無疑問,液冷技術將取代風冷技術成為數據中心散熱的主要方式。其中,AI應用無疑是加速這一趨勢到來的催化劑。
在服務器上,為了迎合AI所需的算力,通常會使用多塊GPU加速卡提升算力。而GPU加速卡的TDP(熱設計功耗)通常為200W甚至300W,這也導致整個數據中心功耗密度的上升。相關調查顯示,目前20%的數據中心部署了30kw或者更高功耗的機架設備,而浸沒式液冷技術可有效降低數據中心功耗增加帶來的高溫。
邊緣計算不具備風冷條件
而加速液冷技術大規(guī)模應用于數據中心的另一因素便是邊緣計算到來。未來幾年內,需要在邊緣處理的數據量將達到全球數據總量的50%,這使得大規(guī)模的微型數據中心,甚至談不上數據中心,將部署在更靠近用戶、企業(yè)的地方。
而這些微型的數據中心,往往僅有一兩臺服務器組成,且部署于戶外環(huán)境中,這使得適用于邊緣計算的數據中心并不具備傳統(tǒng)數據中心所需的冷卻條件和設施,采用空調進行散熱完全不現實。
液冷無疑是唯一的解決途徑。通過將冷卻液體與服務器主板直接接觸或者借助冷凝管間接接觸,并將其密封,便可在一個服務器機箱內實現計算、存儲、網絡以及散熱的一體化需求,這樣在體型上既滿足邊緣計算的小巧需求,同時在功能上滿足其服務器特性。
成本是關鍵因素
液冷技術在數據中心廣泛應用的關鍵因素則是成本。不可否認,礦物油、氟化液等液冷材質價格昂貴,這也使得數據中心前期部署成本增加。風冷技術在前期部署成本確實低廉,但在后續(xù)維護、以及迭代中,均起到到阻礙作用,這使得從TCO(總擁有成本)來說,液冷技術依舊占優(yōu)勢。
最重要的是,假定使用液冷散熱的成本與風冷散熱成本相同,但兩者帶來的PUE值截然不同。通常來看,采用風冷的數據中心PUE值在1.35左右,而采用液冷的數據中心PUE值可在1.05甚至更低,即在同樣成本下更運行更多的負載,同時也響應了綠色數據中心的號召。
風冷要付出帶寬的代價
大數據線在貴陽周邊的原因之一是那邊的氣候條件好,800多萬臺服務器都在山洞里用風冷散熱,但是這些數據的用戶分散給祖國大地,如果要存取這些數據、5G時代會要付出帶寬的代價。
夜冷之后水可二次利用
夜冷之后的水可以二次利用,可以用熱水洗澡,供暖等一切家用熱水的使用,也就是說,數據中心的副業(yè)將會變成一個暖水供應房,但是風冷不行,風冷之后的空氣是熱風,加劇了地球的變熱,這不符合人類要解決當前地球變熱等環(huán)境是我們所面臨的第一大嚴重環(huán)境的問題的初心。
結語
從風冷到液冷,這一定是數據中心散熱的發(fā)展趨勢,AI、邊緣計算僅是加速這一趨勢的催化劑,成本,一定是促使數據中心采用液冷的核心因素。