混合冷却负载 ：数据中心实现全液体冷却的桥梁

专家表示，虽然液体冷却越来越受到关注，但在可预见的未来，混合冷却在数据中心中仍将是必不可少的。

在今年的数据中心世界大会上，一场又一场的会议 颂扬了各种形式的液体冷却的辉煌。主旨演讲者和小组成员提供了有关如何以及何时实施该方案的提示，而分析师则提供了与该行业预期增长相关的令人印象深刻的数据。

这就是围绕液体冷却的炒作，人们可能会认为它即将取代数据中心的传统空气冷却。但就目前而言，事实并非如此。

虽然液体冷却确实来得很快，但它将成为混合冷却装置的一部分，根据应用、产生的热量、成本和设施的能力，空气和液体技术被结合在一起并进行优化。

“冷却创新使我们能够以更低的功耗进行更多的计算，”Omdia首席分析师Shen Wang说。“但是，混合冷却将实现成本和性能的最佳平衡。

液体冷却的兴起

随着 IT 设备制造商转向液体冷却以去除高功率芯片的热量，重要的是要记住，数据中心中的许多组件将保持风冷状态，并且它们可能会在未来许多年内保持这种冷却状态。

“即使所有机柜都用液体冷却，仍然会有大量的热量散发到房间里，”Upsite Technologies的高级工程师Lars Strong在今年华盛顿特区举行的数据中心世界大会上说。“最先进的液冷数据中心可能仍然需要至少20%到30%的风冷。

“在未来几十年内，空气冷却将逐渐被液体冷却技术所取代，”他解释说。“随着液体冷却和其他更高效的冷却技术变得越来越普遍和具有成本效益，越来越多的数据中心将转向这些技术。

混合方法

斯特朗说，尽管液体冷却技术不断进步，但100%液冷数据中心的概念仍然是一个白日梦。

一旦使用液体冷却设备，热量就会传递到设备上。一些热量被消散到周围的空间中，需要空气冷却来去除它。因此，混合设施正在兴起，可以最大限度地发挥空气和液体冷却的优势。毕竟，每种冷却技术都有其明显的优点和缺点。有些冷却效率更高，但难以实施，需要大量的前期投资。其他的很便宜，但一旦密度水平超过某个点就会挣扎。

“数据中心管理人员必须了解不同冷却解决方案的互补性，”Strong说。

StrategITcom的负责人兼首席技术官Carrie Goetz补充道：“许多数据中心将部署液体来冷却热点和高密度区域，而主房间将采用空气或冷却，因为它的功率密度较低。

混合冷却的多个阶段

有些人对混合冷却的看法有限。他们认为这是一个实施液体冷却的设施，该设施还使用空气冷却来降低房间和机架温度。但是，还有很多。

“除了拥有混合数据中心空间外，还可以采用混合方法进入计算外壳或机柜内，”Strong说。“一个例子是后门热交换器，它引入了装有冷冻水的门，这些冷水可以安装在风冷机架的背面。”

直接到芯片 （DtC） 冷却也可以通过将冷却的液体循环通过与 CPU 和其他热点直接接触的冷板来引导大量热量。然而，一些传递到液体中的热量会消散到房间中，这仍然必须通过空气冷却去除。

同样，浸入式冷却（将服务器、机架或整排设备浸入介电液体中）通过与液体直接接触来带走热量。但是装有IT设备的水箱不断向周围环境散发热量。

“浸入式冷却并不能消除所有的热量，因为液桶会向房间释放大量热量，而这些热量需要通过空气冷却去除，”斯特朗说。

继续努力提高空气冷却效率

斯特朗敦促那些热衷于实施数据中心液体冷却的人也继续致力于空气冷却。他说，无论引入多少液体，空气冷却效率的基本原理都是正确的。在新兴的混合冷却环境中，通过实施空气冷却最佳实践，可以大大提高液体冷却投资的价值。

“通过使用空气冷却和其他效率措施，PUE数字花了几十年的时间才显着下降，”Strong说。“但PUE数字已经停滞不前。在空气冷却方面仍有很大的改进空间。

他建议数据中心经理忠于基本原则。30 年前，将送风与废气分离至关重要，今天仍然至关重要。机房空调 （CRAC） 和机房空气处理器 （CRAH） 装置使用风扇、冷却盘管、冷水机组和其他组件来散热。每个元素都应该以最佳方式运行。应调查气流，以确保冷空气流向最需要的地方，并妥善控制热空气。因此，必须很好地实施过道密封系统、地砖、空白板和各种密封解决方案，以防止空气逸出。

“空气因效率低下而受到批评，但如果处理得当，情况就不是这样了，”斯特朗说。“英特尔已经记录了 40 KW 机架的风冷。”

他举了一个CRAH冷水机组的例子，由于运行效率低下，该冷水机组每年浪费190,000美元。通过校准水值位置传感器、冷水机水泵和冷水机组设定点，冷却基础设施负荷减少了 20%。但即便如此，该设施也没有实施相对便宜的机架密封，从而可以进一步降低冷却负荷。

混合未来

未来几年，液体冷却将稳步进入数据中心。

Uptime Institute 最近的一项调查发现，16% 的数据中心经理认为液体冷却将在 1-3 年内成为主要的冷却方法，41% 的人认为这需要 4-6 年。

尽管如此，Strong断言，在可预见的未来，混合冷却方法可能适用于几乎所有数据中心。有的会做大量的液体冷却，有的则继续主要依靠传统的风冷系统，逐渐添加一些液体。

EAK-专业水冷电阻，水冷负载，数据中心液冷负载柜。

审核编辑 黄宇