夏季数据中心散热小知识

2018年长达40天的“三伏”天气，让炎热的夏季变得异常漫长，说到“三伏”天中，哪一伏最热，民间有句俗话：“冷在三九，热在中伏”，意思是一年中最热的日子是“三伏”，而“三伏”中又以“中伏”为最热。

进入“中伏”，地球积累的热量达到最高值，加上夏季雨水较多，空气湿度大，水的热容量比空气要大得多，造成“三伏”天闷热难耐的体感，加之地面受辐射增温，多管齐下，让个别地区在“三伏”天的节气，室外温度竟可高达40多度。

在这样的高温“烘焙”下，用电高峰接踵而来，而其中的“用电大户”则是与我们生活息息相关的数据中心。据统计，2015年中国数据中心保有量约为5.2 万个，总面积1502.3万平方米，年耗电量为987亿千瓦时。

超过了整个北京市的2015年的耗电量（934亿千瓦时）。预计到2020 年，中国数据中心保有量将超过8 万个，总面积将超过3000 万平米，年耗电量将超过2000亿千瓦时，预计占社会总用量的比例将为8%。

庞大的数据中心带来对能量消耗的巨大需求，也引起了国家和政府的高度关注。2013 年初，《工业和信息化部、发展改革委、国土资源部、电监会、能源局：关于数据中心建设布局的指导意见》（工信部联通〔2013〕13 号）。

促进数据中心选址统筹考虑资源和环境因素，确保新建大型数据中心的PUE 值达到1.5 以下，力争使改造后数据中心的PUE 值下降到2 以下。

数据中心的能源利用率是用PUE来衡量的，PUE=数据中心总能耗/IT设备总能耗。PUE数值越小，则数据中心越节能，目前中国的数据中心的PUE在2.2左右。而数据中心消耗的能源中，有约40%用于制冷系统，即机房专用空调系统的耗能。

数据中心的节能从根本上并不是数据中心建设方式的问题，而是要革命性地改变计算机等设备的冷却方式。从目前国内外最新的研究进展来看，开发新一代的液冷计算机（或称液冷服务器），使用液态冷媒替代空气来对计算机设备进行冷却，是未来计算机设备的一场技术革命。

液冷技术的原理是以液体作为冷媒，代替空气，将服务器设备内部的CPU、内存、电源系统等产热部件产生的热量转移，带到室外并最终转移到大气环境中。

与空气相比，液态冷媒的密度、传热系统、比热容或蒸发潜热等物理及热力学特性更优，因此，采用液态冷媒可以大幅减少冷媒的体积流量，降低传热温差，从而能够获得更高的设备功率密度、更高的能效以及更低的CPU核温。

曙光节能冷板式液冷服务器解决方案，采用了间接冷却式，即冷媒与被冷却对象分离，并不直接接触，而是通过液冷板、液冷头等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中。

此种冷却方式对计算机原有系统改动较小，仅需将原风冷散热片替换为液冷散热片，并将冷媒管路引出机箱即可。

采用冷板式液冷的散热系统，优点是对计算机系统改动不大，仅需将原风冷散热片替换为液冷散热片，并将冷媒管路引出机箱即可。冷板式液冷具有以下优点：

1）兼容性好，在不改变目前服务器主板的情况下即可实现，拆卸简单，安装方便；

2）对冷媒的要求较低，只要液体管路密封性良好，则无论工作液体的沸点高低，是否绝缘都实现其功能；

3）性价比高、噪音低、节能环保、可热插拔；

4）运行维护便捷；

5）冷板式的技术成熟度高，产业化和规模化生产更可行。

由此在“三伏”天里，液冷服务器成为数据中心解决散热问题最行之有效的方案，液冷服务器掀起了夏季数据中心降温的狂潮，而这种潮流必将会随着其普及性最终应用于各行各业，为数据中心耗电节能提供最佳解决方案。