液冷服務器開創(chuàng)行業(yè)降耗新標桿

隨著移動數(shù)據(jù)、云計算和大數(shù)據(jù)業(yè)務的迅猛發(fā)展， 數(shù)據(jù)中心建設規(guī)模越來越大，數(shù)據(jù)中心擁有者對數(shù)據(jù)中心節(jié)能的訴求，也逐漸突顯出來。近年來，出現(xiàn)了許多數(shù)據(jù)中心節(jié)能新技術(shù)，但都沒有突破思維瓶頸， 一直孤立地關(guān)注數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設施層面本身的技術(shù)創(chuàng)新，并未將服務器設施層面納入數(shù)據(jù)中心節(jié)能工程中， 統(tǒng)一地、系統(tǒng)地思考數(shù)據(jù)中心的節(jié)能問題，造成數(shù)據(jù)中心的設計PUE值難以突破1.60這個極限。

順應趨勢 液冷服務器重新定義數(shù)據(jù)中心

行業(yè)詬病困擾數(shù)據(jù)中心降耗節(jié)能

2000年前后的互聯(lián)網(wǎng)泡沫，給人類留下的技術(shù)遺產(chǎn)是服務器形態(tài)的革命以及數(shù)據(jù)中心建設理念的革命----由于服務器的規(guī)模化應用，機架化的服務器取代了塔式服務器; 同時引發(fā)了數(shù)據(jù)中心建設思路的革命----從機房環(huán)境到機柜微環(huán)境的變革、高架地板式數(shù)據(jù)中心成為數(shù)據(jù)中心的建設標準。

在之后的十年中，數(shù)據(jù)中心市場逐漸進入了一個高速發(fā)展的時期。IT設備的機架化在節(jié)省了數(shù)據(jù)中心物理空間的同時，也提高了機柜的功率密度。數(shù)據(jù)中心的功率密度，逐漸從低密度向中密度發(fā)展，期間出現(xiàn)了許多諸如局部熱點等技術(shù)問題。遺憾的是，針對新出現(xiàn)的這些技術(shù)問題，行業(yè)內(nèi)并沒有意識到這是一個更高功率密度的新時代到來的預兆， 沒有認真思考應對之道，而是不負責任地試圖使用傳統(tǒng)辦法解決新問題。其結(jié)果是，數(shù)據(jù)中心的能耗指標PUE值，雖然從最初的3.00逐漸降低到了2.00以下，但一直難以突破1.60。

究其原因，是缺乏技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略上的行業(yè)集成思維。事實上，對數(shù)據(jù)中心能耗貢獻最大的設備或部件----CPU、內(nèi)存、服務器散熱系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心UPS系統(tǒng)，其相關(guān)行業(yè)均在獨自地研究和開發(fā)節(jié)能技術(shù)， 并且多數(shù)行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新潛力已經(jīng)挖掘殆盡。如果不去改變技術(shù)戰(zhàn)略和思維方式，產(chǎn)生大的技術(shù)成就幾無可能。

國內(nèi)外一些行業(yè)領(lǐng)導者已經(jīng)意識到這個問題，并開始采取了行動。目前來看，主要有兩個技術(shù)方向： 高溫風冷服務器配合數(shù)據(jù)中心新風直接自然冷卻技術(shù)，以及液冷服務器配合數(shù)據(jù)中心水系統(tǒng)或氟系統(tǒng)間接自然冷卻技術(shù)。 前者依靠提高服務器熱源品位和特殊氣候環(huán)境來實現(xiàn)節(jié)能，后者依靠降低傳熱過程的熱品位損失來實現(xiàn)節(jié)能。

2013年Facebook對外界公開了其位于瑞典北部城鎮(zhèn)呂勒奧(Lule)的數(shù)據(jù)中心，采用的就是新風直接自然冷卻技術(shù)。呂勒奧位于波羅的海北岸，距離北極圈只有100公里之遙，當?shù)氐臍夂蛞蛩厥荈acebook選擇在呂勒奧建立數(shù)據(jù)重要原因之一。據(jù)Facebook介紹，自1961年以來，呂勒奧的氣溫高于30度的時間不超過24小時，在該地區(qū)建立數(shù)據(jù)中心將節(jié)省一大筆散熱開支。但是，從國內(nèi)各地氣候條件來看，南方地區(qū)溫度高、北方地區(qū)風沙大，類似于呂勒奧這樣數(shù)據(jù)中心的理想選址地點幾乎沒有;全球范圍來看，新風自然冷卻技術(shù)的應用場景也少之又少。

而液冷服務器技術(shù)則很少受限，這是因為這種技術(shù)不需要空氣進入數(shù)據(jù)中心，甚至不需要空氣進入服務器。

早在幾年之前，IBM等公司就開發(fā)出了以純水為工質(zhì)的間接液冷型的服務器來取代風冷型服務器，來大幅改善PUE指標， 因為他們意識到空氣作為冷卻用的工質(zhì)，遠非理想中的最佳材料;而水要比空氣的冷卻效率高1000倍數(shù)量級。所謂間接液冷，指的是液體并不接觸發(fā)熱部件，而是通過冷板、冷倉等將液體與發(fā)熱部件隔離開。

而美國Intel和美國3M則走另一條路線， 采用特殊液體直接與發(fā)熱部件接觸進行換熱，即直接式液冷服務器技術(shù)，或稱浸沒式液冷服務器技術(shù)。這需要找到一種具有電磁兼容性、電氣兼容性、物理兼容性、化學兼容性等性能均十分良好的液體直接與發(fā)熱部件接觸的技術(shù)。中科曙光自2010年開始研究液冷服務器技術(shù)，對液冷服務器未來的發(fā)展方向，與美國3M公司可謂是“英雄所見略同”，在許多技術(shù)方面做出了創(chuàng)新，形成了新的技術(shù)體系。