随着IT技术和互联网需求的暴增,从2010年开始,我国正式进入了超大规模数据中心(超算)时代。同时,几千至上万机架的数据中心开始出现。这种高集成化,规模化的数据中心对于提高社会算力功莫大焉,但能耗问题也随之成为了行业内普遍关注的焦点。

数据中心节能技术委员会秘书长吕天文先生表示,2016年我国数据中心的耗电量大约是1100亿千瓦时左右,但是到了2018年已经达到1400亿千瓦时。同时规模以上的数据中心截至到2016年底是1.65万个,占地面积大约已经达到了2200万平方米,但随着数据中心建设的加速,面积每年都要递增150-250万平方米。为此,北京、上海、广州和深圳先后出台了数据中心的限制性政策。很多老旧数据中心不得不外迁他处,而新建数据中心的PUE值也必须控制在1.4以下。在这样的背景下,液冷散热技术逐渐成为了数据中心行业的关注点。

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曙光节能技术(北京)有限公司总经理何继盛

全浸没式液冷将成为趋势

众所周知,在目前的数据中心建设方案当中,仍然以风冷作为主要制冷方式。但风冷的主要负面影响在于加重了数据中心初期的建设成本,降低了土地使用率。同时对于数据中心运维和人工成本带来了较重的压力。在PUE方面,虽然某些风冷也能够达到和液冷相近的效果,但是付出的成本却要远高于后者,比如风冷系统由于冬季和夏季PUE并不平均,所以必须在建设初期将全年冗余考虑在内,这就造成了数据中心初期成本压力过大的问题。

但是液冷散热技术却很好的解决了风冷的短板。细分来讲,液冷又分为冷板式和全浸没式两种。前者由于技术改造难度较低,能够较好的和风冷散热系统相衔接,所以受到了很多有升级需求的数据中心运营者青睐。不过由于后期运维成本较高,所以该方式从长久来看,前景并不明朗。全浸没式液冷散热技术虽然无法和传统的风冷系统相衔接,但由于其散热性能良好,后期维护简便的特点,目前在很多新建数据中心,特别是模块化数据中心当中已经有了一定的应用。

“曙光节能”总经理何继盛先生表示,全浸没式液冷将成为未来数据中心建设的主要发展方向。但这需要一个过程。曙光是在2017展开产品研究工作,2018年完成,2019年实现大规模的部署,目前浸没式产品还是应用在最高端的数据中心解决方案当中,不过未来必然会向更广泛的信息化市场或者云计算市场普及。主要的障碍在于行业内缺乏统一的技术标准。

冷却液必须满足五大特点

冷却液作为液冷散热系统最核心的组成部分至关重要。目前市面上液冷数据中心所采用的冷却液以水,油或者氟化液为主。何继盛先生表示,数据中心根据自身需求不同,在冷却液的选择上也应该区别对待。对于数据中心来说,制冷并非是温度越低越好,而应该和经济性达成一个最佳平衡。比如CPU的峰值温度不能超过90°,一般82°到85°是最佳工作温度,这时候我们就要按照这个作为它的最大工作温度提供相应的环境温度,而并非一味的追求降低温度。

除此以外,冷却液必须保证绝缘性,不可燃,良好的化学/电磁兼容性,以及对人体无害等五大特点。在生命周期之内,曙光采用的是全密闭的工作环境,每年损失不超过2克,甚至几年都不存在泄漏或者补液问题。当其生命周期结束以后,废液的处理也很关键,曙光采用的是电子氟化液。其最基础的指标首先是绝缘性,不导电;其次是良好的化学兼容性,不能对服务器、元器件材料进行腐蚀或者发生化学反应,第三是无公害;第四是电磁兼容性,因为液体传输特性跟空气是不同的,要有良好的兼容性,保障服务器工作的信号传输。还有重要一点是没有燃点和闪点,不会发生燃烧或爆炸。在废液回收方面,由专门的化工厂、废液生产厂完成相关的回收处理工作。

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