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計算機機房冷卻方式 風冷 水冷 冷凍水
發布時間:2013-01-26 11:50:00 點擊量:

一個機房最注重的就是可靠性。全年8760小時要無故障運行,就需要機房空調可靠的零部件和優秀的控製係統。一般機房多是N+1備份,一台空調出了問題,其他空調就可以馬上接管整個係統。目前最知名的產品有:CAROSS卡洛斯機房空調、艾默生機房空調、AG怎麽控製玩家輸贏的機房空調等都是目前做頂端的產品。

高密度:空氣冷卻之短
  
  由於功率密度的增加,數據中心內的熱量也會隨之增加。那麽什麽樣的方式會既有效,在成本上又不給企業造成負擔呢?以空氣為基礎的冷卻技術是一個很好的解決辦法,因為它無處不在並且不會對任何設備造成傷害。但問題是空氣卻是一個糟糕的熱導體,熱空氣可以在空氣中流竄。例如在寒冷的冬天,你會覺得裸露在室外的金屬塊比空氣更寒冷,這是因為金屬是良好的熱導體,它比空氣從你手中帶走的熱量要多。從另一方麵看,空氣相對與金屬來說也是一種很好的熱絕緣體,但即便如此,與其它材料相比空氣也無法容納大量的熱。例如水,所以當水用於冷卻時能比其它材料帶走更多的熱量。
  
  因此,空氣並不是冷卻高密度部署數據中心的最好介質。更高效的IT設備可以幫助改善這一問題,但高密度所產生的熱量足以抵消效率提高所帶來的效益。一個更有優勢的熱傳導介質就是水,DimensionDataAmericas主數據中心顧問KrisDomich先生對水作為冷媒做了如下總結:“水和其他液體作為冷媒比空氣更具潛力,所以它們經常被更高密度的設備所采用。但重要的是要記住,AG怎麽控製玩家輸贏的不是通過對熱控製製冷而是要把熱帶走,所以熱疏散必須要高效、精確。”
  
  以水最為冷媒不是什麽新鮮事,它在大型主機業務中的使用已經有幾十年的曆時。但大型主機在數據中心中的應用慢慢減少,水冷也隨之被淘汰。但是,由於空氣已經不足以冷卻高功率密度設備,水或者說是液體冷卻再次被提起,並被視為冷卻數據中心的未來出路。
  
  液體冷卻
  
  液體冷卻技術的本質歸結為兩個方麵:其一,液體在設備中的應用,但是水作為導體絕不會和設備芯片直接接觸。因此,水在未來數據中心裏智能作為疏散熱量的傳輸介質。由於水的特性,利用水進行冷卻時必須利用高科技管道係統與設備嚴格分離。“許多沒有使用過液體冷卻的數據中心認為液體如此接近IT設備不是一個好注意,但在一個設計恰當的係統中,液體是不應該有接觸到IT設備的機會的,因此所有的危險是很容易被避免的。”Domich說。當然,這種特殊的冷卻基礎設施也增加了數據中心的成本,特別是冷水機組和過多的管道,但對於高密度部署的超級計算機和高性能設備來說,液體冷卻的節能效果就是高成本的平衡點。
  
  水冷是否會被放棄
  
  雖然麵臨高成本和安全性,但水是不會被數據中心行業完全放棄的,雖然水和IT設備之間有著無法逾越的鴻溝。數據中心經理們往往向往液體冷卻,卻又害怕擁抱它,這都取決於他們的認識水平和技術。現在不少人在實施的時候一旦遇到了困難,就會把IT設備遠離水源,雖然水管不是複雜的問題,但他們似乎認定了漏水的情況無處不在。
  
  當然,這樣或那樣的輕微缺陷都會導致泄漏,以至於損害IT設備。但這也不足以完全否定水冷的優勢,水冷的使用很大程度上取決於IT設備對水冷的需求。
  
  水或者液體冷卻不一定局限於大型數據中心,雖然成本是一個主要考慮因素。事實上,各種規模的數據中心都已經越來越多的嚐試液體製冷,特別是那種正在迅速采用高密度計算的大中型數據中心。換句話說,數據中心的功率密度越高,水冷卻就會獲得更大的立足點。
  
  水的替代品
  
  然而,水不是能夠帶走熱量的唯一液體,雖然水具有實際可用性、安全性、成本低等優點,但是電導率確實它的硬傷,不能作為設備沉浸使用。其他液體在這方便可能勝於水,但他們幾乎無一例外存在著成本較高、可用性不強、對環境和人員健康有潛在影響等問題。對浸泡冷卻來說,礦物油是一個不錯的選擇。不僅具有類似於水的導熱性能,還沒有泄漏的危險。由於設備是沉浸於液體中,所以數據中心實現這一巨大的散熱解決方案必須使用不同類型的基礎設施。設備機架可能會采取圓桶結構,維修時還涉及到機架排水,這將需要一些方法來暫時存儲液體,直到液體重新返回到機架上。此外,這種係統能夠垂直擴展的可能性不大。
  
  結論
  
  水或者是液體早就存在於數據中心,從某些程度上來說,它從未離開過,但它肯定不是一種普遍的選擇。不管它目前境地如何,它的未來似乎越來越光明,水雖然不是冷卻計算機設備的首選,但在在大型特別實在高密度數部署得的據中心裏,其優越性日益凸顯。水與大型機的淵源,可能使它繼續服務於尖端超級計算機和其他IT設備。
  
  因此,水冷卻的使用很大程度上依賴於數據中心密度。隨著日益增加的IT需求,目前在現有資源的基礎上建立或者擴容數據中心項目中,數據中心經理使用液體製冷解決方案應對高密度計算的概率仍然是有限的。但是麵對利用冷空氣冷卻所出現的數據中心局部熱點這一問題,水或者液體冷卻或將補救這一缺失,當然沒有液體泄漏是所有人希望的前提。

 

如果你曾經將飲料灑在手機或者其他電子設備上,或是將其掉進液體(遊泳池、湖泊、廁所)中,那麽你會知道,電子產品遇上水就是災難。盡管數據中心內的高科技電子產品對外部環境都十分敏感,但是水不一定就是這些計算和數據存儲設備的敵人。
任何建築物內的數據中心空間都是有造價的,因此數據中心內增加更多的計算設備意味著更大的功率密度,同時還有設施耗電所散發的熱量。由於電子產品不能承受高溫,熱量必須從設備中移除,所以僅僅通過機櫃門散熱是不是就足夠了呢?在外界溫度足夠低的情況下當然沒有問題,但很多時候,這種做法還遠遠不能滿足這些設施的冷卻需求。

如果數據中心內熱源分布均勻,那麽冷卻這些IT設施會相對簡單得多。雖然數據中心內的溫度有足夠冷,但由於服務器在機架上的配置問題,往往會出現讓人棘手的熱點。如果通過CRACs空氣調節可以對數據中心起到整體降溫的效果,但是無論在購置成本還是運營管理上代價都是較高的。並且這種方法也會使某些區域製冷過度,從而造成浪費,而良好的氣流控製技術則可以幫助解決這一問題,但如果功率密度超過一定界限,即使周密的空調製冷方案也不足以保護敏感的IT設備。