直接液体冷却技术在数据中心的应用及优势

随着芯片热设计功耗（TDP）的增加，很多组织需要通过高性能计算（HPC）支持人工智能和数据分析等高功率负载的需求，以及在降低总体拥有成本（TCO）的同时提高效率，数据中心运营商或所有者正在考虑采用新的方法来冷却其数据中心设施。尽管直接液体冷却技术并不是一个新概念，但发展迅速，已经成为高性能计算（HPC）领域广泛接受的冷却方法，并且是注重效率和降低运营成本的企业数据中心都在认真考虑的一种制冷解决方案。现在，几乎所有主要的服务器原始设备制造商（OEM）都提供液冷服务器，并为该技术的快速采用做出了贡献。

了解直接液体冷却的好处是确定其是否符合组织数据中心运营策略的关键。以下是直接液体冷却技术为数据中心及其长期计算路线图提供的主要优势。

（1）提高功率密度

对数据中心计算能力的需求促使提高功率密度，这是数据中心运营者在规划部署时面临的难题。由于采用空气冷却技术的每个数据中心机架的最大功率为20kW～30kW，直接液体冷却技术可以将每个机架的功率提高到100kW以上，从而使新的数据中心可以在更小的空间内提供更强大的处理能力。

（2）提高能源效率和降低总体拥有成本

空气冷却设施需要采用大量的电力才能运行，直接液体冷却技术可以为服务器提供足够的冷却。更低的能源费用、更低的维护成本和更高的可靠性可以降低数据中心设施的成本。与以往的空气冷却系统相比，大多数直接液体冷却系统获得回报的周期为一年或更短，并且随着时间的推移可以节省大量成本。

（3）提高性能

数据中心需要非常一致且精确的冷却，才能满足以最高性能运行Intel、AMD和Nvidia公司最新芯片的需求。对于采用空气冷却技术的数据中心，经常会出现热点和过热停机现象，直接液体冷却可以保持数据中心平稳运行。

（4）可维护性

与空气冷却系统的维护工作相比，直接液体冷却非常简单。服务器级别的组件（例如CPU和内存）可以轻松并快速访问。与数据中心运维人员可以简单地将服务器安装到机架而无需进行其他连接一样，也可以简单地连接液体冷却的服务器。

（5）降低噪音

采用直接液冷技术的数据中心更加安静。工作人员可以在数据中心长时间工作，而不会忍受数以千计的服务器风扇更大的噪音。

（6）热能再利用

专注于能源效率的数据中心设施可以通过热能再利用计划进一步扩大收益。可以将服务器产生的热量引导到建筑物的供暖系统，并进一步减少建筑物的运营成本。

（7）使用现有的基础设施

浸没式液体冷却技术使用定制的储液罐来容纳冷却数据中心机架和专有冷却液，直接液体冷却技术则可以与现有的数据中心机架和基础设施配合使用。在已经将行内或后门热交换器连接到数据中心设施水冷设施中，直接液体冷却技术可以采用现有的管道网络。

（8）通信

直接液冷技术通过Modbus、SNMP或Web界面与现有的BMI网络集成。数据中心运营商可以对冷却系统进行尽可能少的控制，因为当与智能冷却液分配单元（CDU）配套使用时，直接液体冷却技术可以自主运行。

（9）空气冷却效果很好

有些根本不需要采用液体冷却的数据中心，而是想利用其现有的一些空气冷却基础设施来降低资本支出，同时最大程度地提高潜在的机架功率密度。直接液体冷却组件足够小，以至于不会妨碍服务器之间的气流路径，并且可以并行工作以通过这种混合冷却方法充分吸收热量。这对于首次探索直接液体冷却技术并希望随着时间的推移添加更多液体冷却技术的数据中心运营商来说尤其有吸引力。

（10）可用性

所有主要服务器原始设备制造商（包括HPE、Dell EMC、Intel和Gigabyte）都提供直接液冷服务器及其出厂保修服务。客户可以获得他们提供的技术和服务方面的支持。

规划数据中心的未来

采用正确的冷却解决方案可以确保组织的数据中心设施满足未来的计算需要。随着芯片密度的增加和建筑空间成本日益高昂，需要选择更有效的冷却措施（例如直接液体冷却技术）以释放数据中心的运营潜力。
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