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数据中心的液体冷却方式:导电式和沉浸式

来源:中国IDC圈 作者: 更新时间:2019/2/14 17:19:10

摘要:导电式液体冷却方式如今有多种类型,冷却液体可以直接移除内部组件的热量,消除了空气冷却的传热效率低下的情况。但是,液体冷却技术之间存在重大差异。值得注意的是,这些液冷技术的产品不可互换,并用于不同的应用场合,因此需要根据具体用途进行定制。

  导电式液体冷却

  导电式液体冷却方式如今有多种类型,冷却液体可以直接移除内部组件的热量,消除了空气冷却的传热效率低下的情况。但是,液体冷却技术之间存在重大差异。值得注意的是,这些液冷技术的产品不可互换,并用于不同的应用场合,因此需要根据具体用途进行定制。

  (1)在处理器和内存上安装散热器。这种液体冷却方法直接在发热元件(中央处理单元、图形处理单元、存储器模块)上安装散热片。散热器与输送液体进出部件的细小管道相连,可以保持最佳温度。一些制造商将冷却液泵集成到散热器中,无需外部泵送单元。

  安装在机柜上的热交换器在设备供水和计算机供水之间实现物理分离。这样就消除了计算机内部配水系统受到污染的可能性。

  在这种替代方案中,并不是所有的热量都被冷却液体所捕获;液体与空气的冷却比值将由诸如计算机类型和最终用户要求等因素所决定。例如,液体冷却可用于冷却计算机中的处理器;其余部件的热量采用数据中心机房空调捕获。通常情况下,60%到80%的热量是液体散热器捕获的。

  (2)固体导电板和热管。第二种液体冷却方法依赖于使用服务器内充满制冷剂的热管进行的内部热交换。首先在铜管和组件(处理器和内存)之间的接口处捕获热量,然后将热量排到铜管和安装在服务器侧面的固体导电板之间的接口上。该导电板连接到机壳内部的相应导电板上。当这两个板连接时,来自计算机的热量被传递到机柜内的液体回路,该液体回路并与冷却液分配单元连接。该单元将冷却液泵送到多个机柜,并且内部热交换器与设施冷却液相连。这种类型的系统可以利用液体捕获大约70%的热量。

  (3)服务器内部遏制冷却。第三种液体冷却方法是使用液体来捕获服务器产生的100%的热量。除了使用直接耦合的液体冷却方法外,还将额外的空气-水热交换器连接到服务器。通常由数据中心空气处理系统冷却服务器的空气被输送到空气-液体热交换器。因此,冷却散热器的液体也会冷却通过热交换器吸入的空气。所有的空气都留在封闭的服务器中,消除了空气中存在颗粒物的风险。

  这些液冷方案的主要区别是什么?直接安装在内部部件上的散热器使用的是位于计算机外壳内部的充液管。固体导电板在机柜中采用充满冷却液体的管道,而在服务器内部使用填充制冷剂的铜质热管。

  沉浸式液体冷却

  沉浸式液体冷却与以上描述的方法有着很大的差别。在其应用中,服务器设备浸没在非导电的工程流体中,允许CPU、图形处理单元和存储器将热量直接散发到冷却液体中。服务器必须进行一些物理改造,以便它可以浸没在冷却液体中(如移除风扇)进行冷却。

  将计算机浸入冷却液体中有什么好处?与使用热通道/冷通道与空气处理单元或使用前面描述的水冷系统之一的传统冷却方法相比,沉浸式液体冷却可以降低成本和能源。服务商的计算效率也将提高,从而以相同的电能提供更多的计算能力。沉浸式液体冷却技术制造商可以提供不同的设计解决方案,其中采用各种流体和物理配置。一种方法是将每台服务器都分别部署在充满液体的容器中。另一种方法是所有服务器都浸没在充满冷却液的容器中。在这两种情况下,冷却液使用热交换器/水泵来冷却系统交换热量。

  责任编辑:DJ编辑

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