算力與AI大爆發(fā)，液冷為何那么重要？

夏日炎炎，數據中心制冷技術全新升級，液冷散熱，讓服務器清涼一夏。本文將帶您一起探索數據中心液冷需求、技術及實際應用。

1、數據中心液冷需求

AI浪潮來襲，數據中心的服務器部署的更多了。服務器變得更強了，也更熱了。有什么辦法，給服務器“物理降溫”嗎？

根據國家對數據中心的節(jié)能要求，全國范圍內新建數據中心要求PUE（Power Usage Effectiveness，電源利用效率）＜1.2，而傳統的風冷制冷方式已經無法滿足數據中心的散熱需求，更加高效的液冷方案應運而生。特別在人工智能領域，隨著AI智算的需求爆發(fā)，液冷方案已經成為AI數據中心的首選。

2、數據中心液冷技術

液冷，顧名思義是利用液體冷卻發(fā)熱器件，達到制冷目的。在數據中心應用液冷技術，相較于傳統風冷技術，具有以下突出優(yōu)勢：

冷卻效率高

從熱學原理上來說，液體具有高導熱、高比熱容以及高相變潛熱的特性，具有更高散熱效率。同等條件下，水的比熱容是空氣的1000～3500倍，導熱率是空氣的15～25倍。

說明比熱容則是指物質吸收或釋放的熱量與其溫度變化之間的比值。潛熱是指物質在相變過程（如冰化成水，水結成冰）中所吸收或釋放的熱量，當物質發(fā)生相變時，它吸收或釋放的熱量用于改變其狀態(tài)而不是溫度。

節(jié)能環(huán)保

在實際工程應用中，液冷系統中沒有壓縮機、風機等高耗電器件，僅需要水泵、傳感器等少量耗電器件，能夠顯著降低PUE。

穩(wěn)定可靠

液冷系統中水泵、熱交換器、管道等器件，易于維護，穩(wěn)定可靠。

目前數據中心中液冷技術有直接式的和間接式液冷兩種，其中直接式又分為浸沒式和噴淋式兩種。

冷板式液冷

好比睡涼席，通過冷板貼在發(fā)熱器件上為發(fā)熱器件散熱。

浸沒式液冷

好比泡冷水澡，發(fā)熱器件完全“泡”在冷卻液中并通過直接接觸熱交換。

噴淋式液冷

好比沖淋浴，通過噴淋冷卻液方式為發(fā)熱器件散熱。

3、數據中心液冷方案

數據中心液冷整體解決方案通常包括冷卻液、泵、熱交換器、管道等。冷卻液是液冷系統中的主要散熱介質，通常采用水或其他冷卻劑。泵用于將冷卻液從一個位置輸送到另一個位置。熱交換器用于將熱量從電子設備中轉移到冷卻液中。管道用于將冷卻液輸送到需要散熱的電子設備中。

中興通訊的冷板式液冷解決方案，包括室外冷源、EDU（External Distribution Unit，外部分配單元）、CDU（Cooling Distribution Unit，冷量分配單元）、一/二次側管路、水處理裝置（自動加藥裝置、定壓補水裝置）、液冷機柜、群控系統。

室外冷源

通常為閉式塔或干冷器，是液冷系統的外部冷量輸入來源。

EDU

位于室外冷源和CDU之間，是一次側循環(huán)的核心部件。EDU可集成水泵、自動加藥裝置、定壓補水裝置和配套的控制傳感設備到一個結構模塊中。EDU通過內部的循環(huán)泵將一次側低溫工質輸送到CDU，將CDU換熱后的高溫工質輸送到室外冷源。EDU可根據CDU的負載變化自動調節(jié)一次側的循環(huán)流量，滿足CDU換熱需求，實現節(jié)能控制。

一次側管路

包括管路和相應閥門，一次側管路采用環(huán)網結構。連接CDU和EDU。

CDU

位于EDU和液冷機柜之間，是二次側循環(huán)的核心部件。CDU可集成換熱器、水泵及配套的控制傳感設備。CDU通過內部的循環(huán)泵將二次側低溫工質輸送到液冷機柜，將液冷機柜換熱后的高溫工質輸送到EDU。CDU可根據液冷機柜內服務器的負載變化自動調節(jié)二次側的循環(huán)流量，滿足服務器散熱需求，實現節(jié)能控制。

二次側管路

包括管路和相應閥門，二次側管路采用環(huán)網結構。連接CDU和液冷機柜。

液冷機柜

為液冷系統定制的服務器機柜。由機柜結構件、manifold（分液器）、液冷軟管、快速接頭等組成。

群控系統

可對整個液冷系統進行統一監(jiān)控，控制整個液冷系統的運行，實現整個系統的智能管理。

自動加藥裝置

水處理裝置可在線監(jiān)測水質并根據水質變化向系統中自動補充藥劑，保證水質符合系統運行指標要求。

定壓補水裝置

定壓補水裝置可通過自動補水/排水維持壓力在設定的范圍內，保證管路壓力穩(wěn)定。