摘要：消除热量的最具能量效率和成本效益的方法是从源头（机架）抽取热量，吸收机架上通过服务器的气流，用液体传输热量，这样做明显比空气冷却的方法更有效率。在除热方面，水的效率比空气的效率多3400倍。

　　数据中心是经济不断增长的一部分。IT界正在面对网络媒体和视频、银行与金融、研究领域以及政府部门等不断增长的需求。因此，数据中心在规模和数量两方面都在继续增长。此外，IT服务器性能继续遵循摩尔定律。这种IT性能的提高不仅要花费美元在设备上，而且也增加了数据中心设备内部的热密度。在这些因素的驱动下，数据中心的运行成本持续增长，同时IT性能的成本持续下降。
　　
　　现在，许多数据中心最重要的持续性问题就是冷却问题。通常，空气冷却的数据中心的操作人员通过分散的负载，和在机架上少填设备来应对热密度问题。这是空气冷却的局限性造成的，空气冷却创建了一个非常昂贵的、复杂的和低效的基础设施。局部化的、被动的、低功耗的液体冷却装置可以放在机架上，或机架附近。与传统的空气冷却方法相比，液体冷却具有降低室内制冷设备能耗高达百分之九十的能力。此外，允许数据中心用高密度机架运行，机架级的液体冷却可以降低数据中心IT碳足迹多达百分之八十。
　　
　　液体冷却技术也允许“现用现付”地实施冷却，当兴建一个新的数据中心时，液体冷却可以节省大量的资本支出（CAPEX）。在目前风冷式数据中心的建设中，要求供正常情况运行的IT机房冷却的硬件必须从“第一天”开始，就要执行冷却任务。局部化的液体冷却是模块化的，它会随着IT的扩张而逐步实施冷却功能。
　　
　　水-一种高效的冷却材料
　　
　　消除热量的最具能量效率和成本效益的方法是从源头（机架）抽取热量，吸收机架上通过服务器的气流，用液体传输热量，这样做明显比空气冷却的方法更有效率。在除热方面，水的效率比空气的效率多3400倍。这个机架级别的热量的提取可以由一个被动的后门热交换器（RDHx）或液体冷却组成的侧面挎斗，或由安装在服务器内部的液体冷却板，移除从电源组件上散发的热量。
　　
　　另一种选择是，使用一个被动的后门或侧面挎斗和服务器内的高功率组件冷却板的混合。这些设计中的任何一个都可以消除或尽量减少使用有计算机房空调装置（CRAC）组成的空气冷却。此外，高达百分之八十的IT区域可以通过加密使用液体冷却而减少使用面积。此外，通过充分填充机架，可以获取资本支出（CAPEX）上的节省，消除过剩的机架和其他辅助设备。
　　
　　自然冷却
　　
　　一种新的趋势是引进空气侧和水侧节约装置，在外界温度许可时，产生自然冷却。新的数据中心，其内部环境温度上升到新的美国供暖、制冷及空调工程师协会（ASHRAE）许可的水平，因此，每年最大限度地利用外部空气，可通过使用直接的空气侧节约装置或水侧节约装置。
　　
　　虽然空气侧节约装置在节能方面是非常有效率的，但它们需要使用大量的过滤和内部鼓风机，从而产生了能源消耗，并带来造成污染的风险。使用水侧节约装置的水冷却，具有“自然冷却”的优势，并保持了内部空气和外部的空气之间的屏障。
　　
　　因此，通过从源头上提取热量，新的数据中心可以消除传统的空气冷却方式的不足，只使用液体循环泵输送热量到一个冷却器，或水侧节约装置上。一些传统的装置，可能需要进行湿度控制。水冷允许加密的机柜，同时数据中心的能源消耗量也会大幅降低。
　　
　　转向更有效率和持续的运行
　　
　　数据中心运行历来侧重于解决数据中心客户的加速要求。由于主要关注增长，数据中心已经变得处于非常低效地运行的状态。今天，还要考虑其它因素，如：能源价格上涨，空间有限，电力和环保措施等，管理的重点已落在成本和在数据中心已形成的运行效率低的问题上。
　　
　　现在基础设施的费用已超过了IT设备本身的成本，管理必须把重点放在获得数据中心的效率方面，数据中心正在成为21世纪最重要的工厂。随着冷却成为数据中心基础设施成本的主要部分，通过重新思考让数据中心降温的方法，可以获得相当大的效率。
　　
　　在机架上和机架附近的局部化的液体冷却消除了数据中心基础设施冷却效率不高的大部分问题，大大降低了能源消耗，允许机架上更高的计算密度。此外，液体冷却采用“按成长付费”的投资模块，并确保高效的基础设施的冗余和可用性。局部化的液体冷却也不再只是一个热点的解决方案，现在它是新的、可持续的数据中心设计的重要组成部分。
　　
　　参考资料
　　
　　[1]美国供暖、制冷及空调工程师（ASHRAE）协会，2008年8月1日，《2008ASHRAE数据通信设备环境准则》。
　　
　　[2]美国供暖、制冷及空调工程师（ASHRAE）协会，2005年，《数据通信设备电源的趋势和冷却的应用》。
　　
　　[3]Koomey,J.G.,Belady,C.,Patterson,M.,Santos,A.,Lange,K-D.，2009年8月17日，《评估服务器在性能、成本和能源使用方面长期的趋势》。
　　
　　[4]Kurkjian,C.,PE，2009年5月18日，《数据中心节能》。
　　
　　[5]Schmidt,R.,andlyengar,M.，2009年7月，《IBM的后门热交换器和ASHRAE推荐的新环境准则》
　　
　　[6]SunMicrosystems，2008年6月26日，《节能高效模块冷却系统》。
　　
　　[7]美国环境保护署，2007年8月2日，《关于服务器和数据中心效率向国会提交的报告》
　　
　　关于作者： 
　　ShlomoNovotny是Coolcentric的副总裁兼首席技术执行官和VetteCorporation的首席技术执行官。
　　
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