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漫谈数据中心液冷利弊 (数据中心概述)
随着大数据与AI技术的迅猛发展，数据中心的运行状态面临严峻考验，尤其是高密度、高电力需求的数据中心，散热问题变得日益突出。
传统的空气冷却系统开始显得力不从心，液冷技术因其高效能与低能耗特性，逐渐成为关注焦点。
液冷技术实质上是采用高比热容的液体作为传热媒介，将IT设备或服务器产生的热量带走，以达到冷却目的。
早在上世纪60年代，IBM便开始尝试使用液冷技术，如水冷，以降低其大型计算机的温度。
当前，液冷技术主要在高性能计算领域得到应用。
液冷技术大致分为两种类型：直接接触型液冷和间接接触型液冷。
前者包括冷板式液冷，通过将设备固定在冷板上，使液体在板上流动带走热量。
后者通常用于服务器内部的硬盘、电源等部件，无法直接接触液体，需借助风扇散热，此类服务器也被称为气液双通道服务器。
这种冷板式液冷的优点在于对数据中心架构影响较小，噪音低，能效高且成本可控，适合高热密度数据中心的散热需求。
另一种直接接触型液冷方式为浸没式液冷，将服务器等设备完全浸入冷却液中，依靠液体循环带走热量。
这种方式在冷却效率、降低噪音等方面表现出色，适用于对场地、电力要求较高的数据中心。
典型代表如曙光的硅立方。
液冷技术的冷却介质包括水、矿物油与氟化液。
水是最直接且成本低廉的冷却介质，但需注意安全防护，防止泄漏对设备造成损害。
矿物油作为替代选择，成本较低，不易挥发，但在设备表面易形成残留，存在燃烧风险。
氟化液以其绝缘性与不燃特性，成为当前应用最广泛的介质，但高昂的价格限制了其广泛应用。
液冷技术在数据中心领域的应用，尤其对于高性能计算与高密高电数据中心，展现出明显优势。
相较于传统风冷技术，液冷系统能显著降低能源消耗，降低PUE值。
在场地、电力要求较高场景，液冷技术的应用前景广阔。
边缘计算数据中心的兴起，预计未来将有约20%采用液冷技术。
尽管液冷技术展现出巨大潜力，但在标准化支持、改建成本与腐蚀风险等方面仍存在挑战。
缺乏大规模应用案例与技术规范的现状限制了其普及。
改建数据中心以适应液冷技术，需考虑空间利用率、人员维护与再建设成本。
冷却液与空气接触时可能产生的腐蚀风险，也需采取相应措施来降低潜在成本。
总体而言，液冷技术在解决数据中心散热问题、降低能源消耗、提高能效与安全性方面展现出明显优势。
尽管面临挑战，随着技术进步与市场需求的推动，液冷技术在数据中心建设中的应用前景仍然广阔。
在大数据与AI技术的驱动下，数据中心正面临高密高电的发展趋势，随之而来的是散热难题。
传统空气冷却系统因无法满足需求，液冷技术因其高效率与低能耗优势崭露头角。
液冷技术通过使用高比热容的液体作为传输介质，带走设备产生的热量，实现高效冷却。
液冷技术分为直接接触型与间接接触型。
间接接触型液冷通过冷板将设备热量传输给冷却液，但硬盘等不可接触液体部件仍需风扇冷却。
冷板式液冷服务器噪音低、能效高、成本可控，适合高热密度数据中心。
网络、阿里、腾讯等已展示冷板式液冷服务器。
直接接触型液冷，如浸没式液冷，将服务器完全浸入冷却液中，借助液体循环带走热量。
这种冷却方式散热效率更高，且无风扇，噪音更低。
曙光的硅立方是典型实例。
液冷冷却液种类多样，包括水、矿物油与氟化液。
水成本低但非绝缘，仅适用于间接接触型液冷，且安全防护至关重要；矿物油无毒、不易挥发，粘性高，易残留，燃点高，需注意特定条件下的燃烧风险；氟化液绝缘、不燃，安全性能最佳，但价格昂贵。
液冷技术多用于高性能计算领域，但随着数据中心向高密高电发展，风冷技术已无法完全满足散热需求，促使液冷技术下沉应用。
液冷技术凭借高效散热、低能效、低噪音与安全性特点，适用于场地、电力要求较高的数据中心，未来边缘计算数据中心也预计有20%采用液冷技术。
液冷技术虽具优势，仍面临标准支持不足、改建成本高、腐蚀风险等问题。
缺乏行业规范，改建成本大，冷却液接触空气可能导致腐蚀，增加防范成本。
然而，随着技术进步与问题解决，液冷技术将在数据中心建设中发挥重要作用。
数据中心冷板式液冷中,为什么冷板内需要设置通道?
封闭冷热通道系统利用冷热空气有序流动的原理，实现高效散热。
冷空气从高架地板下部吹出，进入封闭的冷池通道，而机柜前部设备吸入冷空气进行降温，热空气则从机柜后部排出至热通道。
热通道中的气体迅速回流至空调回风口，机柜后门的密闭式涡轮将热气汇集，并通过垂直风管与天花板无缝连接，确保热回风与冷量完全隔离。
这种设计有助于提高内部冷气的利用率，有效带走更多设备产生的热量，从而降低设备温度。
在数据中心冷板式液冷系统中，冷板内设置通道是为了实现这一高效散热效果，确保设备在稳定、低能耗的环境中运行。
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