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2020

“液冷”开启服务器产业链变革之门

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“液冷”的概念，时下正渐渐走进人们的视线范围中，这种早已兴起的技术，时至今日仍旧保留有神秘的面纱，在大家的认知中，它始终是新鲜的存在，那么今天就带您了解一下神秘背后的终极答案，全浸没式液冷服务器，时下最尖端的“黑科技”！

液冷技术是与风冷相对应的概念，它使用液体而不是空气作为介质，进入服务器带走热量。相比于风冷，液冷技术的优势在于可以显著地提高服务器的冷却效率，提高服务器的功率密度，减小服务器的体积，并且能够改善CPU的散热效率。

目前，服务器液冷技术主要分为冷板式与浸没式两种，其中冷板式在技术上相对成熟，应用也更广，而浸没式冷却效果更出色，发展前景更广阔。

散热与能耗，一直是服务器难以突破的瓶颈，尤其是散热问题，如果没有良好的解决方案，数据中心的发展将受到严重制约，通常的传统手段依然是利用空气制冷来进行散热。

但是随着数据中心爆发式的增长，风冷散热捉襟见肘，已不能满足数据中心的快速发展，芯片的集成度以及计算速度不断提高，风冷技术却停滞不前，由此产生的散热问题异常棘手。

那么我们可以得出结论：风冷已无法满足数据中心的发展，这种始终被沿用的技术，我们不得不承认，已相对落后。

传统的风冷散热方式是直接移热方式, 依靠单相流体的对流换热方法和强制风冷方法只能用于热流密度不大于10W/ cm2的电子器件, 对于热流密度大于10W/ cm2就显得无能为力。然而，CPU 芯片的发热量已由几年前的1×105W/ m2 左右猛增到现在的1×106 W/ m2 左右。

如果散热不良，产生的过高温度不仅会降低芯片的工作稳定性, 增加出错率, 同时还会因为模块内部与外部环境间过大的温差而产生过大的热应力, 影响芯片的电性能、工作频率、机械强度及可靠性。

实际应用表明, 电子元件的故障发生率是随工作温度的提高而呈指数关系增长的 , 单个半导体元件的温度每升高10℃, 系统的可靠性将降低50%。

高温会危及到半导体的结点、损伤电路的连接界面, 增加导体的阻值和形成机械应力的损伤，造成不可逆的元器件的永久性损伤，减少设备使用寿命。

因此，液体冷却服务器应运而生。“液冷”是无数高性能计算机用户的梦想，但受制于技术成熟度、成本等因素，液冷高性能计算机始终距离普通用户很遥远。

中科曙光节能潜心积淀、突破瓶颈，推出了液体冷却服务器，技术成熟并优先控制成本，真正实现了液冷高性能计算机的产业化。

曙光全浸没式液冷服务器将主板浸没在绝缘低沸点的电子氟化液中，利用冷媒的沸腾带走热量，制冷剂蒸汽在顶端冷凝，因为重力作用滴落回到腔体中，在腔体内部完成制冷循环，无需将制冷剂导出进行二次冷却。

液冷服务器与风冷服务器相比：

第一：更节能，更高效，由此带来的环保效应不可小觑；

第二：提高CPU性能和可靠性，降低CPU的工作温度，使CPU可靠性提高，同时增强计算性能；

第三：降低风扇和风道中产生的风噪（浸没式技术则完全不需要风扇）；

第四：能够进一步提高数据中心的功率密度，从而减小机房占地面积（浸没式液冷服务器的单机柜功率密度可达200kW，主机房面积是目前流行设计的机房面积的四十分之一）；

第五：数据中心设备投资的降低，这是因为省去了空调设备同时服务器内部件也有所减少的缘故。

从应用层面看，液冷服务器的主要用户还是大型数据中心和超级计算中心。从长远看，浸没式液冷能解决更高热流密度的散热问题，也将是数据中心未来发展的重要转折点。

由此，液冷服务器颠覆了传统的观念与应用，甚至改变了形态和使用模式，既解决了服务器风冷散热不足的安全隐患，又为数据中心用户提供精确制冷、高效散热、节能降耗、静音低噪等全方位的解决方案。

数据中心的产业链变革由此开启，未来更加节能高效的数据中心，必定带来液冷技术的大范围普及，“液冷”必将成为数据中心升级的必经之路。

来源：中科曙光绿色数据中心

2020-02-13

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