液冷技术百家争鸣 浸没vs直接冷却各有千秋
来源:刘慧兰 发布时间:2022-11-29 分享至微信


2026年水冷设备支出将占数据中心热管理支出的19%。法新社
2026年水冷设备支出将占数据中心热管理支出的19%。法新社

随着次时代芯片功率愈来愈高,散热成为2022国际高速运算大会(SC22)的热门话题。元件和机架功率密度的升高,推动液体冷却技术的普及。


根据The Register报导,SC22展场充斥着液冷式服务器、充油浸没式冷却箱,以及将液冷技术部署在各式数据中心所需的配件、磊浦和冷却剂分配控制器(CDU)。研调机构Dell''Oro Group近期出具的报告更预期,到了2026年,液体和浸没式冷却设备支出将达到11亿美元,占数据中心热管理支出的19%。


SC22会上展示的水冷系统大多数都是直接液体冷却系统,将铜或铝制散热器和风扇换成冷却板、橡皮管和配件。冷却板的内部充斥散热微鳍片,可用来调整优化液体的流动,针对不同大小或数量的冷却芯片,冷却板的内部设计也会有不同差异。


大多数水冷系统都使用橡皮管连接冷却板,这意味着液体仅会冷却CPU和GPU等特定元件,因此尽管可以移除大部分的风扇,还是需要一些空气流动。


联想Neptune和HPE Cray EX的刀锋机箱则是专为液体冷却打造的系统,内建导热铜管、接线板和冷却板,可冷却包括CPU、GPU、存储器和网络卡在内的所有元件。制造商称上述直接液冷系统可降低80~97%服务器产生的热能。


另一种液冷技术是浸没式冷却(Immersion Cooling),可吸收100%系统产生的热能,大幅提升能源效率。


浸没式冷却是将服务器零组件浸泡在不导电的液体中,直接将零组件产生的热能传导给流体,再透过循环冷却方式回流继续吸收热能。浸没式冷却会增加维护的复杂度,而且比空气或直接液体冷却更麻烦一些。


无论是直接芯片冷却还是浸没式冷却,两种系统都需要额外的基础设施来收集热能和散热,包括分流管、机架级泵浦,以及最重要的冷却剂分配控制器。


冷却剂分配控制器主要由3个零件组成:热交换器,用于整个机架中循环冷却剂的冗余泵浦,以及防止微粒堵塞冷却板散热微鳍片等关键元件的过滤系统。


收集热能的方式则取决于热交换器类型。液对气是最简单的热交换器种类之一,对设施本身的修改要求最少。


SC22展场大多数使用液对液热交换器,采用单独的设备补水系统,将收集的热能转移到外部的干式冷却器,再将热能散至空气中,或是将补水系统连结至区域供暖系统。



责任编辑:游允彤

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