[IDCC 2017] 3M蓝斌:液冷，数据中心制冷“终结者”！

[IDCC 2017] 3M蓝斌:液冷，数据中心制冷“终结者”！ 近年来，数据中心的能耗问题越来越受到重视，成为制约数据中心产业可持续发展的重要因素。政府发布了一系列政策来提高新建数据中心的节能水平。 近年来，能源消耗问题越来越受到重视，已经成为制约数据中心产业可持续发展的重要因素。政府发布了一系列政策来提高新建数据中心的节能水平。制冷占传统数据中心能耗的相当大一部分。随着数据中心性能要求的不断提高，IT设施的加热密度逐渐增加。因此，节能和提高冷却技术效率迫在眉睫。与传统的空气冷却方式相比，液冷具有更强的传热能力，因此液冷，尤其是以水为代表的液冷方式得到越来越广泛的应用。

3M成立于1902年，业务遍及全球200多个国家，为客户提供多样化的高品质产品和服务。从2014年到现在，他已经帮助开发了一个使用他的FC43氟化液体产品的单相沉浸式超级计算系统，多次在绿色500中排名第一。

第十二届中国国际数据中心行业年会即将开幕。中国国际数据中心荣幸地邀请3M应用工程专家蓝斌参加100次访谈，为我们分析液冷技术及其开发应用。

液冷技术分析

液体冷却，顾名思义，是一种使用液体物质作为主要传热介质的冷却方案。目前，常见的使用场景包括水冷单元和机柜中的部分液冷和空气冷却，以及所有将热量从加热装置完全传递到外部环境的液冷方法。

液冷介质包括水、水基溶液(如水加乙二醇)和其他液体物质，如有机溶液。考虑到液体本身和溶解的其它杂质的导电性，它可分为导电或潜在导电的液体，如含水溶剂，和绝缘液体，如氟化液体和烃类溶剂。兰斌告诉记者，理论上，液体离热源越近，其散热效率越高。因此，在一些高性能高密度计算应用中，水冷式热交换位置逐渐从原来的机柜外部进入机柜，甚至通过水冷式板直接附着在芯片上，从而提高了整个散热系统的效率。

6月29日，OVH公司位于巴黎P19数据中心3号房。水冷系统的塑料软管破裂，导致冷却液泄漏到服务器系统中。对此，兰宾说，根据常识，水本身也是一种绝缘物质，但它也是一种非常好的离子溶剂。如果关键部位的水冷系统泄漏，冷却水会溶解机柜内的灰尘或其他杂质，可能会造成局部腐蚀，甚至导致关键部件短路，并立即停止工作。这对于具有高可靠性要求的数据中心来说是不可接受的。如果水简单地变成绝缘的有机液体，传热性能将大大降低。只有加热装置浸没在绝缘液体中的浸没冷却方法才能考虑液体冷却的高效性和安全性。

浸没液体冷却技术的发展

近年来，随着计算性能和能效要求的提高，沉浸技术开始受到越来越多的关注和发展。回顾过去五年的世界超级计算机能效排行榜绿色500，浸没冷却方案都表现良好。然而，2017年11月的排名显示，前五名中有四个是浸没式冷却系统，包括第一个首座。兰斌告诉记者，事实上，一些人在20世纪70年代就开始学习计算机沉浸技术。早在1990年，Cray就将其应用于早期的超级计算机。当时，随着空气冷却技术的逐渐成熟和芯片功耗要求的降低，这种技术没有得到广泛推广。

蓝斌解释说，浸没式液体冷却原则上适用于所有中低压功率设备的散热，包括计算机服务器等信息技术设施。实际情况是浸液需要一个容器来容纳它，这在设计上与现有底盘框架的形式有很大的不同，从而决定了它需要一个一定的初步开发项目。一些定制设备不可避免地需要额外的投资。相应的标准需要改进。对于一般行业的用户来说，很少提到相关的例子，尤其是缺乏与液体相关的化学知识。这些问题的存在表明浸没式液体冷却需要一个认知变化和熟悉新技术和新操作的过程。

支持绿色数据中心的力量

浸没冷却作为一项革命性的创新技术，在其他行业有着多年的应用历史，无论是可选的绝缘液还是相关的配套技术。信息技术可以在相对不熟悉的信息技术设备冷却应用中作为参考。兰斌说，浸没式冷却系统和传统服务器和数据中心在设计、使用习惯以及操作和维护方法方面已经发生了巨大变化。

与传统的冷却方法相比，在浸没冷却的应用中，热量完全由液体从热源传递。由于与加热源直接接触，液体的流动方向更容易控制，其效率远高于空气冷却，并且单位体积可支持的计算密度也更高。另一方面，与自然空气冷却对环境温度、湿度和空气体腐蚀性的苛刻要求相比，浸没技术对外部环境的要求非常广泛，部署灵活性很大。同时，浸没系统的可重用性也节省了系统升级中制冷方案的重新设计，缩短了系统布局时间。兰斌表示，这项技术完全适应了未来绿色数据中心所期望的低PUE、高性能和更少占地面积空的趋势。

液体冷却技术何时会流行？它会普及到什么程度？这些最终取决于客户的需求。他认为，在数据中心行业，当液体冷却发展成为成熟的替代应用技术时，它将大大提高冷却效率，减少额外的散热损失，并允许硬件开发人员设计具有更高计算强度和更高加热密度的设备组合。与此同时，技术的大规模推广也将带来定制成本的降低，促使更多制造商开发专用的沉浸式应用设备，促进整个生态链的健康发展。

目前，这种技术更适合计算密度高、发热量大、追求能效到极限的应用。

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