液冷服务器开创行业降耗新标杆

液冷服务器开创行业降耗新标杆

随着移动数据、云计算和大数据业务的迅猛发展， 数据中心建设规模越来越大，数据中心拥有者对数据中心节能的诉求，也逐渐突显出来。近年来，出现了许多数据中心节能新技术，但都没有突破思维瓶颈， 一直孤立地关注数据中心基础设施层面本身的技术创新，并未将服务器设施层面纳入数据中心节能工程中， 统一地、系统地思考数据中心的节能问题，造成数据中心的设计PUE值难以突破1.60这个极限。

顺应趋势 液冷服务器重新定义数据中心

行业诟病困扰数据中心降耗节能

2000年前后的互联网泡沫，给人类留下的技术遗产是服务器形态的革命以及数据中心建设理念的革命----由于服务器的规模化应用，机架化的服务器取代了塔式服务器; 同时引发了数据中心建设思路的革命----从机房环境到机柜微环境的变革、高架地板式数据中心成为数据中心的建设标准。

在之后的十年中，数据中心市场逐渐进入了一个高速发展的时期。IT设备的机架化在节省了数据中心物理空间的同时，也提高了机柜的功率密度。数据中心的功率密度，逐渐从低密度向中密度发展，期间出现了许多诸如局部热点等技术问题。遗憾的是，针对新出现的这些技术问题，行业内并没有意识到这是一个更高功率密度的新时代到来的预兆， 没有认真思考应对之道，而是不负责任地试图使用传统办法解决新问题。其结果是，数据中心的能耗指标PUE值，虽然从最初的3.00逐渐降低到了2.00以下，但一直难以突破1.60。

究其原因，是缺乏技术发展战略上的行业集成思维。事实上，对数据中心能耗贡献最大的设备或部件----CPU、内存、服务器散热系统、数据中心空调系统、数据中心UPS系统，其相关行业均在独自地研究和开发节能技术， 并且多数行业领域的技术创新潜力已经挖掘殆尽。如果不去改变技术战略和思维方式，产生大的技术成就几无可能。

国内外一些行业领导者已经意识到这个问题，并开始采取了行动。目前来看，主要有两个技术方向： 高温风冷服务器配合数据中心新风直接自然冷却技术，以及液冷服务器配合数据中心水系统或氟系统间接自然冷却技术。 前者依靠提高服务器热源品位和特殊气候环境来实现节能，后者依靠降低传热过程的热品位损失来实现节能。

2013年Facebook对外界公开了其位于瑞典北部城镇吕勒奥(Lule)的数据中心，采用的就是新风直接自然冷却技术。吕勒奥位于波罗的海北岸，距离北极圈只有100公里之遥，当地的气候因素是Facebook选择在吕勒奥建立数据重要原因之一。据Facebook介绍，自1961年以来，吕勒奥的气温高于30度的时间不超过24小时，在该地区建立数据中心将节省一大笔散热开支。但是，从国内各地气候条件来看，南方地区温度高、北方地区风沙大，类似于吕勒奥这样数据中心的理想选址地点几乎没有;全球范围来看，新风自然冷却技术的应用场景也少之又少。

而液冷服务器技术则很少受限，这是因为这种技术不需要空气进入数据中心，甚至不需要空气进入服务器。

早在几年之前，IBM等公司就开发出了以纯水为工质的间接液冷型的服务器来取代风冷型服务器，来大幅改善PUE指标， 因为他们意识到空气作为冷却用的工质，远非理想中的最佳材料;而水要比空气的冷却效率高1000倍数量级。所谓间接液冷，指的是液体并不接触发热部件，而是通过冷板、冷仓等将液体与发热部件隔离开。

而美国Intel和美国3M则走另一条路线， 采用特殊液体直接与发热部件接触进行换热，即直接式液冷服务器技术，或称浸没式液冷服务器技术。这需要找到一种具有电磁兼容性、电气兼容性、物理兼容性、化学兼容性等性能均十分良好的液体直接与发热部件接触的技术。中科曙光自2010年开始研究液冷服务器技术，对液冷服务器未来的发展方向，与美国3M公司可谓是“英雄所见略同”，在许多技术方面做出了创新，形成了新的技术体系。