在這個(gè)云計(jì)算、人工智能和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)字時(shí)代，數(shù)據(jù)中心面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。新的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)施的升級(jí)正在加速。數(shù)據(jù)中心目前消耗的電能約占全球的1-1.3%，其中制冷占了近40%的能源負(fù)荷。這凸顯了行業(yè)如何防止IT設(shè)備過(guò)熱的變革措施的緊迫性，尤其是在數(shù)據(jù)中心需求持續(xù)激增的情況下。

數(shù)據(jù)中心冷卻一直是一個(gè)要求很高的問(wèn)題，但今天這個(gè)行業(yè)正在見(jiàn)證一個(gè)重大的轉(zhuǎn)變。下一代高性能處理器正在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的散熱方式，因?yàn)樗鼈兊墓脑黾?，比十年前的上一代發(fā)出的熱量高出3.5倍。

由于機(jī)柜的體積熱容量較低，其功率密度越來(lái)越超過(guò)空氣冷卻能力，因此包括計(jì)算機(jī)房空調(diào)在內(nèi)的空氣冷卻方法受到限制。為了解決這個(gè)問(wèn)題，數(shù)據(jù)中心可以考慮減少服務(wù)器數(shù)量，但這種方法可能會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益不佳。相反，該行業(yè)正在目睹機(jī)架功率飆升至50kW，并且未來(lái)幾年可能會(huì)繼續(xù)達(dá)到100kW甚至更高。

因此，僅使用空氣冷卻方法的數(shù)據(jù)中心將面臨巨大挑戰(zhàn)，難以滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求。液體冷卻將發(fā)揮關(guān)鍵作用，而被動(dòng)式兩相液體冷卻正成為一個(gè)頗具吸引力的前景。

液體冷卻方法

新的數(shù)據(jù)中心正在采用更靠近IT設(shè)備的液冷技術(shù)，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心則在尋求經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)集成液冷，以運(yùn)行最新的IT設(shè)備，而無(wú)需進(jìn)行重大的基礎(chǔ)設(shè)施改造。在選擇正確的液冷實(shí)施方案之前，需要考慮幾個(gè)因素。

間接液體冷卻仍然依賴(lài)于服務(wù)器級(jí)別的空氣冷卻，但將空氣-液體熱交換器或液冷行內(nèi)空調(diào)裝置帶到機(jī)架附近，以消散IT設(shè)備產(chǎn)生的熱量。此類(lèi)系統(tǒng)可以使用單相流的水或在傳熱過(guò)程中蒸發(fā)的介電流體。這些液體系統(tǒng)可以提供更好的冷卻效果以及與現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的兼容性。然而，在服務(wù)器級(jí)別，由于繼續(xù)使用傳統(tǒng)的空氣冷卻散熱器，它們受到限制。要實(shí)現(xiàn)更好的性能，需要更大、更復(fù)雜的散熱器設(shè)計(jì)和相對(duì)昂貴的鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇，以在可接受的噪音范圍內(nèi)改善氣流管理。

直接芯片冷卻可以采用兩種不同的方式實(shí)現(xiàn)。首先，單相水冷采用泵將水流輸送到連接到高功率服務(wù)器組件的冷板。與空氣冷卻一樣，水溫隨著吸收組件的熱量而升高，這與性能和流速密切相關(guān)。其次，雙相制冷劑冷卻采用泵送的液體冷卻劑流入冷板，在接近恒定的溫度下沸騰吸收熱量。

從每個(gè)冷板流出的液體/蒸汽混合物被輸送到冷卻劑分配單元，然后冷凝回液體。這兩種實(shí)現(xiàn)方式仍然依靠空氣冷卻來(lái)解決低功率組件產(chǎn)生的熱量，并且需要復(fù)雜的主動(dòng)控制，這可能會(huì)因使用泵而引起可靠性問(wèn)題。

浸入式冷卻將IT設(shè)備浸沒(méi)在以泵送單相或被動(dòng)雙相模式運(yùn)行的介電流體中。雖然這種方法對(duì)于新數(shù)據(jù)中心很有吸引力，但它在現(xiàn)有設(shè)施中面臨著重大挑戰(zhàn)。它很難與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施集成，并且會(huì)帶來(lái)空間限制、可維護(hù)性和成本問(wèn)題，因此對(duì)于現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)效率低得多。

冷卻技術(shù)的新進(jìn)入者

市場(chǎng)顯然需要突破性的技術(shù)，以便在數(shù)據(jù)中心行業(yè)快節(jié)奏、高可靠性的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)能源效率、成本節(jié)約和長(zhǎng)期可擴(kuò)展性。這就是被動(dòng)式兩相液體冷卻的用武之地。

這種閉環(huán)液體冷卻技術(shù)采用高性能冷板蒸發(fā)器和冷凝器，確保由處理器本身的熱量驅(qū)動(dòng)的自然流動(dòng)循環(huán)。它可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)運(yùn)行和高機(jī)架密度，同時(shí)確保靈活性、可維護(hù)性和可靠性。

該解決方案無(wú)需泵送、無(wú)需水、可自行調(diào)節(jié)且易于維護(hù)，由于復(fù)雜性較低且使用一系列經(jīng)濟(jì)高效的介電冷卻劑，因此幾乎無(wú)需維護(hù)?？傮w運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的減少是顯而易見(jiàn)的，并且正在吸引業(yè)界通過(guò)在現(xiàn)有或新的數(shù)據(jù)中心添加液冷機(jī)架（與傳統(tǒng)的風(fēng)冷機(jī)架一起）來(lái)提高數(shù)據(jù)中心效率。

隨著行業(yè)正站在新數(shù)字時(shí)代的風(fēng)口浪尖，這項(xiàng)突破性的被動(dòng)式兩相液體冷卻技術(shù)不僅有望徹底改變數(shù)據(jù)中心的效率，而且還為其他行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者樹(shù)立了先例，為每個(gè)人創(chuàng)造更具創(chuàng)新性和可持續(xù)性的數(shù)字未來(lái)。隨著數(shù)據(jù)中心利益相關(guān)者探索不同的冷卻方法，許多人現(xiàn)在正轉(zhuǎn)向被動(dòng)式兩相液體冷卻，以推動(dòng)計(jì)算創(chuàng)新的新時(shí)代。未來(lái)是被動(dòng)冷卻的時(shí)代。

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