數(shù)據(jù)中心液冷散熱有幾種方式

隨著5G萬物互聯(lián)時(shí)代的到來，高性能高密度的計(jì)算需求加速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心能耗問題日益凸顯。

您對(duì)液冷散熱了解多少？應(yīng)該選擇哪種液冷方式？對(duì)于冷凍液的又該做怎么的選擇？

1 液冷技術(shù)趨勢(shì)已成

眾所周知，如果散熱不良，高溫不僅會(huì)降低芯片的工作穩(wěn)定性，還會(huì)因?yàn)槟K內(nèi)部與外部環(huán)境間的溫差而產(chǎn)生過大的

熱應(yīng)力，影響芯片的電性能、工作頻率、機(jī)械強(qiáng)度及可靠性。電子原件的故障發(fā)生率隨工作溫度的提高而呈指數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)，單個(gè)半導(dǎo)體元件的溫度每升高10度，系統(tǒng)的可靠性將降低50％。

應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)、超密度計(jì)算的“功耗墻”，使用液態(tài)冷卻液替代空氣來對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行冷卻，是未來數(shù)據(jù)中心的一場(chǎng)技術(shù)革命。ResearchAndMarkets數(shù)據(jù)顯示，到2023年，全球液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)45．5億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)27．7％。

液冷技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)有如下明顯優(yōu)勢(shì)：

－ 熱量帶走更多：同體積液體帶走熱量是同體積空氣的近3000倍。

－ 溫度傳遞更快：液體導(dǎo)熱能力是空氣的25倍。

－ 噪音品質(zhì)更好：同等散熱水平時(shí)，液冷噪音水平比風(fēng)冷噪音降低20－35分貝。

－ 耗電節(jié)能更?。阂豪湎到y(tǒng)約比風(fēng)冷系統(tǒng)節(jié)省電量30％－50％。

2液冷的分類

所謂的液冷，并不是單純指的水。指的是把高比熱容的液體作為傳輸介質(zhì)，將IT設(shè)備或者服務(wù)器產(chǎn)生的熱量帶走，使之冷卻。目前液冷技術(shù)主要有三種部署方式，分別是浸沒、冷板、噴淋三類方式。

冷板式：

將液冷冷板固定在服務(wù)器的主要發(fā)熱器件上，依靠流經(jīng)冷板的液體將熱量帶走達(dá)到散熱目的。冷板液冷解決了服務(wù)器里發(fā)熱量大的器件的散熱，其他散熱器件還得依靠風(fēng)冷。所以采用冷板式液冷的服務(wù)器也稱為氣液雙通道服務(wù)器。冷板的液體不接觸被冷卻器件，中間采用導(dǎo)熱板傳熱，安全性高。

噴淋式：

在機(jī)箱頂部?jī)?chǔ)液和開孔，根據(jù)發(fā)熱體位置和發(fā)熱量大小不同，讓冷卻液對(duì)發(fā)熱體進(jìn)行噴淋，達(dá)到設(shè)備冷卻的目的。噴淋的液體和被冷卻器件直接接觸，冷卻效率高；但液體在噴淋的過程中遇到高溫物體會(huì)有飄逸和蒸發(fā)現(xiàn)象，霧滴和氣體沿機(jī)箱孔洞縫隙散發(fā)到機(jī)箱外面，造成機(jī)房環(huán)境清潔度下降或?qū)ζ渌O(shè)備造成影響。

浸沒式：

將發(fā)熱元件直接浸沒在冷卻液中，依靠液體的流動(dòng)循環(huán)帶走服務(wù)器等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱量。浸沒式液冷是典型的直接接觸型液冷。由于發(fā)熱元件與冷卻液直接接觸，散熱效率更高，噪音更低，可解決防高熱謎底。浸沒式液冷分為兩相液冷和單相液冷，散熱方式可以采用干冷器和冷卻塔等形式。

－ 兩相液冷

冷卻液在循環(huán)散熱中發(fā)生相變。兩相液冷傳熱效率更高，但控制相對(duì)復(fù)雜。相變過程中壓力會(huì)發(fā)生變化，對(duì)容器要求高，使用過程中冷卻液易受污染。

審核編輯 黃昊宇