数据中心冷却 液体归来

       如果你曾经将饮料洒在手机或者其他电子设备上，或是将其掉进液体(游泳池、湖泊、厕所)中，那么你会知道，电子产品遇上水就是灾难。尽管数据中心内的高科技电子产品对外部环境都十分敏感，但是水不一定就是这些计算和数据存储设备的敌人。

       任何建筑物内的数据中心空间都是有造价的，因此数据中心内增加更多的计算设备意味着更大的功率密度，同时还有设施耗电所散发的热量。由于电子产品不能承受高温，热量必须从设备中移除，所以仅仅通过机柜门散热是不是就足够了呢?在外界温度足够低的情况下当然没有问题，但很多时候，这种做法还远远不能满足这些设施的冷却需求。

       如果数据中心内热源分布均匀，那么冷却这些IT设施会相对简单得多。虽然数据中心内的温度有足够冷，但由于服务器在机架上的配置问题，往往会出现让人棘手的热点。如果通过CRACs空气调节可以对数据中心起到整体降温的效果，但是无论在购置成本还是运营管理上代价都是较高的。并且这种方法也会使某些区域制冷过度，从而造成浪费，而良好的气流控制技术则可以帮助解决这一问题，但如果功率密度超过一定界限，即使周密的空调制冷方案也不足以保护敏感的IT设备。

       高密度：空气冷却之短

       由于功率密度的增加，数据中心内的热量也会随之增加。那么什么样的方式会既有效，在成本上又不给企业造成负担呢?以空气为基础的冷却技术是一个很好的解决办法，因为它无处不在并且不会对任何设备造成伤害。但问题是空气却是一个糟糕的热导体，热空气可以在空气中流窜。例如在寒冷的冬天，你会觉得裸露在室外的金属块比空气更寒冷，这是因为金属是良好的热导体，它比空气从你手中带走的热量要多。从另一方面看，空气相对与金属来说也是一种很好的热绝缘体，但即便如此，与其它材料相比空气也无法容纳大量的热。例如水，所以当水用于冷却时能比其它材料带走更多的热量。

       因此，空气并不是冷却高密度部署数据中心的最好介质。更高效的IT设备可以帮助改善这一问题，但高密度所产生的热量足以抵消效率提高所带来的效益。一个更有优势的热传导介质就是水，DimensionDataAmericas主数据中心顾问KrisDomich先生对水作为冷媒做了如下总结：“水和其他液体作为冷媒比空气更具潜力，所以它们经常被更高密度的设备所采用。但重要的是要记住，我们不是通过对热控制制冷而是要把热带走，所以热疏散必须要高效、精确。”

       以水最为冷媒不是什么新鲜事，它在大型主机业务中的使用已经有几十年的历时。但大型主机在数据中心中的应用慢慢减少，水冷也随之被淘汰。但是，由于空气已经不足以冷却高功率密度设备，水或者说是液体冷却再次被提起，并被视为冷却数据中心的未来出路。

       液体冷却

       液体冷却技术的本质归结为两个方面：其一，液体在设备中的应用，但是水作为导体绝不会和设备芯片直接接触。因此，水在未来数据中心里智能作为疏散热量的传输介质。由于水的特性，利用水进行冷却时必须利用高科技管道系统与设备严格分离。“许多没有使用过液体冷却的数据中心认为液体如此接近IT设备不是一个好注意，但在一个设计恰当的系统中，液体是不应该有接触到IT设备的机会的，因此所有的危险是很容易被避免的。”Domich说。当然，这种特殊的冷却基础设施也增加了数据中心的成本，特别是冷水机组和过多的管道，但对于高密度部署的超级计算机和高性能设备来说，液体冷却的节能效果就是高成本的平衡点。

       水冷是否会被放弃

       虽然面临高成本和安全性，但水是不会被数据中心行业完全放弃的，虽然水和IT设备之间有着无法逾越的鸿沟。数据中心经理们往往向往液体冷却，却又害怕拥抱它，这都取决于他们的认识水平和技术。现在不少人在实施的时候一旦遇到了困难，就会把IT设备远离水源，虽然水管不是复杂的问题，但他们似乎认定了漏水的情况无处不在。

       当然，这样或那样的轻微缺陷都会导致泄漏，以至于损害IT设备。但这也不足以完全否定水冷的优势，水冷的使用很大程度上取决于IT设备对水冷的需求。

       水或者液体冷却不一定局限于大型数据中心，虽然成本是一个主要考虑因素。事实上，各种规模的数据中心都已经越来越多的尝试液体制冷，特别是那种正在迅速采用高密度计算的大中型数据中心。换句话说，数据中心的功率密度越高，水冷却就会获得更大的立足点。

       水的替代品

       然而，水不是能够带走热量的唯一液体，虽然水具有实际可用性、安全性、成本低等优点，但是电导率确实它的硬伤，不能作为设备沉浸使用。其他液体在这方便可能胜于水，但他们几乎无一例外存在着成本较高、可用性不强、对环境和人员健康有潜在影响等问题。对浸泡冷却来说，矿物油是一个不错的选择。不仅具有类似于水的导热性能，还没有泄漏的危险。由于设备是沉浸于液体中，所以数据中心实现这一巨大的散热解决方案必须使用不同类型的基础设施。设备机架可能会采取圆桶结构，维修时还涉及到机架排水，这将需要一些方法来暂时存储液体，直到液体重新返回到机架上。此外，这种系统能够垂直扩展的可能性不大。

       结论

       水或者是液体早就存在于数据中心，从某些程度上来说，它从未离开过，但它肯定不是一种普遍的选择。不管它目前境地如何，它的未来似乎越来越光明，水虽然不是冷却计算机设备的首选，但在在大型特别实在高密度数部署得的据中心里，其优越性日益凸显。水与大型机的渊源，可能使它继续服务于尖端超级计算机和其他IT设备。

       因此，水冷却的使用很大程度上依赖于数据中心密度。随着日益增加的IT需求，目前在现有资源的基础上建立或者扩容数据中心项目中，数据中心经理使用液体制冷解决方案应对高密度计算的概率仍然是有限的。但是面对利用冷空气冷却所出现的数据中心局部热点这一问题，水或者液体冷却或将补救这一缺失，当然没有液体泄漏是所有人希望的前提。