數(shù)據(jù)中心在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)揮的作用怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。全球經(jīng)濟(jì)依賴于數(shù)據(jù)中心推動(dòng)創(chuàng)新、增加就業(yè)崗位，以及存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)等所帶來的大量好處。
可以肯定的是，用戶對(duì)數(shù)據(jù)中心的需求正在持續(xù)增長(zhǎng)，而不僅僅是那些致力于保持?jǐn)?shù)據(jù)中心高效運(yùn)行的運(yùn)營(yíng)商。隨著承載IT設(shè)備(ITE)的機(jī)架功率密度迅速增長(zhǎng)到5kW以上，數(shù)據(jù)中心采用的更多和更新的設(shè)備正在產(chǎn)生更多熱量，這給數(shù)據(jù)中心減少運(yùn)營(yíng)成本和能源成本帶來了巨大挑戰(zhàn)。
自從2010年以來，隨著多核CPU的使用，高性能計(jì)算(HPC)設(shè)備推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的溫度升高，而且還在不斷突破極限。此外，新增加的設(shè)備將會(huì)阻礙數(shù)據(jù)中心冷卻氣流。
為了應(yīng)對(duì)液體冷卻系統(tǒng)中的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，可靠的連接器至關(guān)重要。隨著功率需求的增加，僅憑傳統(tǒng)的空氣制冷技術(shù)難以使數(shù)據(jù)中心設(shè)備保持最佳性能。數(shù)據(jù)中心是大數(shù)據(jù)技術(shù)繁榮發(fā)展的基石，而全球每天正在創(chuàng)建2.5艾字節(jié)的數(shù)據(jù)，這是由于計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速增長(zhǎng)，并且這一步伐正在加快。
隨著數(shù)據(jù)中心越來越多采用產(chǎn)生更多熱量的高性能核心處理器，液體冷卻技術(shù)正迅速普及。
那些曾經(jīng)避免使用液體冷卻技術(shù)的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商如今已經(jīng)了解其具備的優(yōu)點(diǎn)。
克服對(duì)水冷技術(shù)的恐懼
冷卻散熱是數(shù)據(jù)中心行業(yè)的重中之重，但是許多人對(duì)此有所恐懼，擔(dān)心液冷技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心安全產(chǎn)生影響。然而，事實(shí)并非如此。
許多工程師和數(shù)據(jù)中心設(shè)施管理人員正逐漸將液體冷卻視為一種具有價(jià)值的數(shù)據(jù)中心技術(shù)推動(dòng)因素。對(duì)于那些認(rèn)為數(shù)據(jù)中心的電源和設(shè)備容量方面受到限制的數(shù)據(jù)中民主運(yùn)營(yíng)商來說，這是一個(gè)有效的解決方案。
大型信息技術(shù)公司和芯片制造商(例如英特爾)正在推動(dòng)向液體冷卻的轉(zhuǎn)變，而不再只有少數(shù)公司采用。
很多數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商正在考慮從空氣冷卻過渡到液體冷卻提高數(shù)據(jù)中心冷卻能力。由于數(shù)據(jù)中心將近一半的能源用于冷卻，其能源成本巨大。幸運(yùn)的是，與液體冷卻相關(guān)的成本如今隨著泄漏風(fēng)險(xiǎn)的降低而下降。
nVent公司數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)解決方案技術(shù)架構(gòu)總監(jiān)Matt Archibald表示，隨著液體冷卻系統(tǒng)和部件的工程、制造和安裝的不斷進(jìn)步，諸如電子設(shè)備周圍漏水的風(fēng)險(xiǎn)、泄漏的聯(lián)軸器和壓降之類的傳統(tǒng)問題和看法正在迅速消失。如今，一些廠商正在開發(fā)和實(shí)施滿足并超過數(shù)據(jù)中心需求的液體冷卻系統(tǒng)，并為增加計(jì)算能力創(chuàng)造機(jī)會(huì)，從而推動(dòng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)和盈利。
液體冷卻的類型
正如有多種方法可以冷卻內(nèi)燃機(jī)一樣，數(shù)據(jù)中心也有一些有效的冷卻技術(shù)。數(shù)據(jù)中心管理人員應(yīng)該了解并決定使用哪種冷卻系統(tǒng)和冷卻液滿足數(shù)據(jù)中心的冷卻需求。
液體冷卻的散熱器是使冷卻水往返于IT設(shè)備的熱交換器。密閉式冷卻系統(tǒng)和水冷精密空調(diào)(CRAH)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)中心來說是相對(duì)較新的技術(shù)，它們?cè)O(shè)計(jì)用于在機(jī)架設(shè)備實(shí)施熱傳遞。在這一類中有兩種配置：開環(huán)和閉環(huán)，它們通過與機(jī)架設(shè)備相關(guān)聯(lián)的盤管來輸送冷凍水或制冷劑。水冷精密空調(diào)(CRAH)系統(tǒng)采用風(fēng)扇、盤管和冷卻水。
負(fù)壓設(shè)計(jì)是在負(fù)壓下以相對(duì)較低的流量將冷卻液引導(dǎo)至發(fā)熱的芯片，將其熱量帶走，其設(shè)計(jì)不會(huì)在管線破裂時(shí)淹沒芯片。
正壓設(shè)計(jì)將冷卻液引導(dǎo)到高于大氣壓的位置。這些系統(tǒng)需要可靠組件，特別是經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試程序的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和液體滴漏快速斷開裝置。
水和丙二醇這兩種冷卻液可以通過盤管和管道吸收IT設(shè)備的熱量，一些冷卻系統(tǒng)還使用制冷劑作為吸熱介質(zhì)。
絕緣介質(zhì)流體和浸入技術(shù)是一個(gè)相對(duì)較新的工藝，將IT硬件浸入絕緣介質(zhì)流體中以散熱。
可靠的連接器至關(guān)重要
與空氣冷卻相比，液體冷卻使水或其他冷卻液可以對(duì)特定的數(shù)據(jù)中心IT系統(tǒng)組件進(jìn)行更有效的冷卻。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是服務(wù)器機(jī)架采用流經(jīng)泵和軟管的冷卻液進(jìn)行冷卻。
數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商盡一切努力使水遠(yuǎn)離電子設(shè)備，因此拒絕采用液體冷卻系統(tǒng)。但是，當(dāng)今的液體冷卻系統(tǒng)具有巨大的優(yōu)勢(shì)，例如可以使數(shù)據(jù)中心更高效，并在不增加成本的情況下保持甚至增加功率密度。
定期維護(hù)對(duì)于降低風(fēng)險(xiǎn)很重要，連接器、軟管和其他組件的可靠性也很重要。如今，隨著IT工程師了解如何將液體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，液體冷卻已成為一種很好的解決方案。為了應(yīng)對(duì)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，可靠的連接器至關(guān)重要。聯(lián)軸器的使用壽命應(yīng)與冷卻系統(tǒng)的工作壽命保持一致，并且與各種冷卻液兼容的推鎖式軟管也顯著簡(jiǎn)化了組裝和維護(hù)。高效的連接器可確保更高的流量、更低的壓降以實(shí)現(xiàn)最大的能源效率、抗振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，并且在連接和斷開過程中不會(huì)泄漏。
實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化
nVent公司的Archibald指出，由英特爾和其他科技公司推出的開放計(jì)算技術(shù)正在帶來更多的標(biāo)準(zhǔn)化，從而降低了成本，并簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品組合。
他說：“數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施制造商并不需要采用多種不同的歧管，而我們可以用更少的零件來滿足需求。我們可以使用多種公認(rèn)的連接器并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。這使制造商和數(shù)據(jù)中心變得更加簡(jiǎn)單，因?yàn)榧词箤?duì)于數(shù)據(jù)中心的客戶而言，成本也會(huì)降低。”
由于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商可以圍繞一個(gè)通用解決方案實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，因此增強(qiáng)了可靠性。因此，零件變得更加可互換。
Archibald指出，連接器在液體冷卻系統(tǒng)中至關(guān)重要，通用的無滴漏快速斷開裝置已成為一種標(biāo)準(zhǔn)。他說，性能至關(guān)重要，因此需要明智地選擇連接器，這種連接器應(yīng)具有先進(jìn)的內(nèi)部設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的功能，并應(yīng)與防泄漏閥相結(jié)合。使用密封設(shè)計(jì)可防止敏感電子設(shè)備和電氣連接管道附近的液體流失。
數(shù)據(jù)中心管理人員希望通過水冷技術(shù)進(jìn)行高效散熱，確保在連接和斷開時(shí)不會(huì)發(fā)生泄漏。許多工程師和數(shù)據(jù)中心設(shè)施經(jīng)理已經(jīng)認(rèn)識(shí)到連接器和相關(guān)零件是數(shù)據(jù)中心不能為了節(jié)省成本而犧牲質(zhì)量的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)中心行業(yè)人士正逐漸意識(shí)到，明智地投資于水冷技術(shù)可以有效降低風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)最大限度地提高熱管理效率。
明智的選擇
高性能計(jì)算(HPC)技術(shù)提高了數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的性能，但其越來越多的芯片需要水冷技術(shù)。2010年多核CPU的問世也讓數(shù)據(jù)中心對(duì)不斷提高的熱管理效率曲線進(jìn)行管理。高性能計(jì)算(HPC)驅(qū)使數(shù)據(jù)中心行業(yè)用戶找到有效方法來克服高溫，而不僅僅是通過氣流來實(shí)現(xiàn)。
那么液體冷卻是未來的最佳選擇嗎?對(duì)于許多人來說，這個(gè)答案是肯定的，但是對(duì)于其他人來說，則要視情況而定。在某些應(yīng)用和情況下，液體冷卻技術(shù)顯然是一種可取的措施。其中的應(yīng)用場(chǎng)合包括：
•由于空氣冷卻的限制而無法擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心。
•銀行/金融中心和保險(xiǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)中心，因?yàn)槭褂酶嗟母咝阅苄酒?/div>
•建立新設(shè)施或在現(xiàn)有范圍內(nèi)擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)商。
資本支出和運(yùn)營(yíng)支出趨勢(shì)
例如冷卻分配單元(CDU)、歧管、連接器等基礎(chǔ)設(shè)施組件成本相對(duì)較低，但對(duì)其成本與價(jià)值的誤解仍然存在。當(dāng)權(quán)衡IT解決方案的成本時(shí)，其基礎(chǔ)設(shè)施成本實(shí)際上不到總支出的1%。
美國(guó)商會(huì)技術(shù)合作中心高級(jí)副總裁Tim Day和咨詢機(jī)構(gòu)NDP公司的管理合伙人Nam D.Pham在2017年發(fā)布的一份調(diào)查報(bào)告中指出，運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的最大成本支出是電力。其中一半支出是運(yùn)行IT設(shè)備，另一半是用于冷卻設(shè)施和電力基礎(chǔ)設(shè)施。報(bào)告指出，一個(gè)傳統(tǒng)大型數(shù)據(jù)中心的初始資本支出可能為2.155億美元，而其每年的運(yùn)營(yíng)支出為1850萬美元。在運(yùn)營(yíng)支出中，電力占總支出的40%。
隨著以英特爾公司為首的開放計(jì)算組織在快速斷開連接和其他組件方面實(shí)現(xiàn)了更多的標(biāo)準(zhǔn)化，許多人期望其產(chǎn)品組合不斷簡(jiǎn)化并隨之降低成本。如果采用安全可靠的液冷技術(shù)滿足需求的話，那么可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中運(yùn)行人員的工作，并降低客戶的成本。
最終，企業(yè)在液體冷卻方面多花費(fèi)一些費(fèi)用是明智的，因?yàn)檫@將確保IT設(shè)備正常工作。而數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商采用一些低效的(有時(shí)甚至是高風(fēng)險(xiǎn)的)冷卻解決方案雖然看上去可以節(jié)省成本，但長(zhǎng)此以往將會(huì)得不償失。
版權(quán)聲明：本文為企業(yè)網(wǎng)D1Net編譯，轉(zhuǎn)載需注明出處為：企業(yè)網(wǎng)D1Net，如果不注明出處，企業(yè)網(wǎng)D1Net將保留追究其法律責(zé)任的權(quán)利。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號(hào)