一文了解液冷数据中心

01 为什么需要液冷数据中心

在我国能源资源、环境治理的严峻形势下，液冷数据中心建设是加快数据中心绿色转型，实现节能降耗的一种新解法。根据CCID数据统计，2019年中国数据中心能耗中，约有43%是用于IT设备的散热，基本与45%的IT设备自身的能耗持平。在此背景下，液冷是使用液体作为冷媒为发热部件散热的一种新技术。基于液冷技术和液冷服务器等设备建设液冷数据中心能降低近90%的散热能耗，整体数据中心能耗则可下降近36%，是提升数据中心效能的重要条件。

02 数据中心制冷技术及方案介绍

当前数据中心制冷技术以风冷为主。风冷是将空气作为冷媒，把服务器主板、CPU等散发出的热量传递给散热器模块，再利用风扇或空调制冷等方式将热量吹走，这也是散热系统消耗数据中心近半电力的主要原因。风冷包括直接空气自然冷技术和间接空气自然冷技术。直接空气自然冷可以根据室外温度结合机械制冷给数据中心内部设备散热，这种技术能效高，但空气质量的不确定性会带来较大风险，特别是室外空气湿度过高或者有害气体过多会对IT设备造成损坏。为了避免这种情况发生，近些年的数据中心开始采用间接空气自然冷技术，将室外冷空气通过空气热换器对室内热空气进行冷却，避免室外空气进入数据中心内部，受环境影响较直接冷较小。这两种风冷技术效率都比较高，但对环境和安装要求较高，会对IT设备造成损耗降低可靠性。随着数据中心规模增大及单机柜功率密度增大，对制冷也提出了更高要求，面向下一代IT系统的液冷技术应运而生。

液冷作为一种新型的散热方式，通过外部冷却水或冷冻水系统实现系统换热，具体是使用高比热容的液体作为传热工作介质来满足IT设备（如服务器）的冷却需求。目前，基于液冷技术的主流方案包括冷板式液冷和浸没式液冷两种。冷板式液冷也称间接式液冷，也就是冷媒和被冷却对象分离，不会直接接触。通过液冷等高效热传导部件，将被冷却对象的热量传递到冷媒中。一般冷板式液冷只用于冷却CPU、内存等关键器件，只占总发热量的一半左右，因此还需要配合风冷散热，可以减少IT设备自带风扇的数量和电耗，实现很大程度的节能。浸没式液冷也叫直接式液冷，是将IT设备包括服务器主板、CPU、内存等发热量大的元器件全部浸入冷却液中，用冷却液体替代空气给IT设备降温，让被冷却对象与冷媒直接接触，因发热元器件冷却均匀度更好，可以选择一定温度下相变的液体。对比风冷，液冷在热换介质、驱动部件、散热能力、节能降耗、噪音、建设成本和选址上优势也更为明显。

图：液冷与风冷差异点

03 液冷数据中心建设收益及未来

基于液冷制冷技术，建设液冷数据中心，可以不用精密空调等高能耗设备实现数据中心全年自然冷却，将PUE值降低到1.1内，更大限度减少对环境的影响，达到节能高效环保目的。液冷技术优势主要包括：

•节能降耗：散热能耗降低90%-95%；IT设备能耗降低10%-20%；

•节约成本：建设成本TCO低于传统机房

•易于选址：环境限制条件较少，PUE更好符合环境及低碳要求

•安全可靠：冷却液可以改善IT设备运行环境，更加安全可靠

•低碳绿色：解决电力资源，节能降耗PUE可接近1.0

液冷时代已来，锐捷创新性研发液冷数据中心交换机，助力客户建设好液冷数据中心指日可待。