2018年，ODCC-開放式數(shù)據(jù)中心峰會，其中有4、5個專題是討論液冷技術(shù)的。并且發(fā)布了《液冷技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展白皮書》，液冷技術(shù)在一夜之間成了數(shù)據(jù)中心業(yè)內(nèi)人士熱議的話題。

2019年信通院云大所何所長曾發(fā)表文章稱，隨著邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，承擔(dān)著海量計(jì)算任務(wù)的數(shù)據(jù)中心，需要更高性能的服務(wù)器來滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，根據(jù)摩爾定律的發(fā)展，芯片的升級帶來了芯片溫度的升級，傳統(tǒng)的風(fēng)冷已經(jīng)無法冷卻服務(wù)器那顆滾燙的“芯”。對于解決“高熱密度數(shù)據(jù)中心散熱”問題，比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)來說，更具備優(yōu)勢的，就是當(dāng)前業(yè)界最流行的液冷技術(shù)，當(dāng)傳統(tǒng)風(fēng)冷已經(jīng)無法滿足需求時，液冷成了數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展的不二選擇，液冷技術(shù)它不僅降溫快、能耗低，而且是最環(huán)保的。液冷的發(fā)展經(jīng)歷了研究期（1992年以前），萌芽期（1992年—2016年），小規(guī)模應(yīng)用期（2016年至今）。

液冷技術(shù)相對于傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)有如下明顯優(yōu)勢：

A：熱量帶走更多：同體積液體帶走熱量是同體積空氣的近3000倍。

B：溫度傳遞更快：液體導(dǎo)熱能力是空氣的25倍。

C：噪音品質(zhì)更好：同等散熱水平時，液冷噪音水平比風(fēng)冷噪音降低20-35分貝。

D：耗電節(jié)能更?。阂豪湎到y(tǒng)約比風(fēng)冷系統(tǒng)節(jié)省電量30%-50%。

液冷技術(shù)目前有三種技術(shù)形態(tài)：第一種：冷板式；第二種：浸沒式；第三種：噴淋式。目前三種液冷技術(shù)形態(tài)在業(yè)內(nèi)均有小規(guī)模的應(yīng)用。

第一種：冷板式：

冷卻液體不直接與發(fā)熱元器件接觸，主要發(fā)熱器件固定在冷板上，依靠流經(jīng)冷板的液體在設(shè)計(jì)好的液體散熱器內(nèi)流動，通過液體循環(huán)將熱量帶走的冷卻方式。

第二種：浸沒式：

將散熱部件（單板&芯片）直接浸沒在不導(dǎo)電液體中，利用液體蒸發(fā)將散熱部件釋放熱量帶走的一種散熱方式，將發(fā)熱元器件直接浸沒到冷卻液中，冷卻液通過小功率變頻泵驅(qū)動，循環(huán)到板式換熱器與水循環(huán)系統(tǒng)換熱，水循環(huán)系統(tǒng)再將換取的熱量帶到冷卻塔進(jìn)行冷卻，依靠液體的流動循環(huán)帶走IT設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量，浸沒式液冷是典型的直接接觸型液冷，目前比較流行的是將服務(wù)器浸沒在特殊設(shè)計(jì)的箱體中。

第三種：噴淋式：

將不導(dǎo)電液體通過噴淋板直接噴淋在服務(wù)器發(fā)熱元器件（PCB單板&芯片）上面。依靠液體的流動循環(huán)帶走IT設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量，依靠液體重力經(jīng)集液孔回流到集液箱，冷卻液通過小功率變頻泵驅(qū)動，循環(huán)到板式換熱器與水循環(huán)系統(tǒng)換熱，水循環(huán)系統(tǒng)再將換取的熱量帶到冷卻塔進(jìn)行冷卻，通過液體的循環(huán)

不斷一帶走熱量的一種散熱形式。噴淋式是典型的直接接觸型液冷。

噴淋液冷是一種冷卻方式采用液體對服務(wù)器設(shè)備直接噴淋冷卻的技術(shù)方案，該技術(shù)方案由室外冷卻單元、液冷CDU、液冷機(jī)柜、液冷服務(wù)器組成。如下圖：

液冷的三種技術(shù)形態(tài)，冷板式發(fā)展得最早，廣泛應(yīng)于高性能臺式電腦的芯片散熱中。近期也應(yīng)用于服務(wù)器的散熱上面。浸沒式則主要針對數(shù)據(jù)中心的散熱，噴淋式也主要針對數(shù)據(jù)中心的散熱。

由于冷板式和浸沒式的液冷技術(shù)已為人們所熟知，以下主要介紹一下噴淋式液冷技術(shù)：

噴淋式液冷數(shù)據(jù)中心在應(yīng)用上具有如下優(yōu)勢：

1：省電

PUE小于等于1.1，滿足國家政策要求

PUE值定在1.05-1.1之間，節(jié)約能源，減少碳排放。

電費(fèi)支出減少50%，直接噴淋液冷可大幅提升服務(wù)器集成功率密度，相對傳統(tǒng)風(fēng)冷大密度可提升10倍，大幅度降低機(jī)房空間，機(jī)房空間節(jié)省75%-90%，

2：靜音

液冷服務(wù)器完全無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)柜（關(guān)閉）外側(cè)測試噪音低于20分貝，令整個機(jī)房處于非常安靜的狀態(tài)。未來的液冷機(jī)房將是一個靜音的機(jī)房。

3：高密度

傳統(tǒng)風(fēng)冷機(jī)柜的功率密度一般為5-6KW，噴淋液冷機(jī)柜的功率密度高可達(dá)56KW每柜。

4：可靠

服務(wù)器拆除了風(fēng)扇，大幅度減低了服務(wù)器的振動，液體隔離了靜電和灰塵，對服務(wù)器的元器件起到保護(hù)作用。

5：寬容

冷卻液兼容各種型號的服務(wù)器。液冷服務(wù)器基本處于密封狀態(tài)，對環(huán)境的溫度、濕度、空氣潔凈度等要求更低，相對傳統(tǒng)風(fēng)冷服務(wù)器有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，可適用于較差機(jī)房環(huán)境部署。

6：壽命長

液體對服務(wù)器的元器件起到保護(hù)作用，設(shè)備的抗氧化性更好，減少振動，隔離靜電和灰塵，服務(wù)器使用壽命大幅度延長。液冷環(huán)境下服務(wù)器內(nèi)半導(dǎo)體工作的結(jié)溫低，且服務(wù)器在峰值和弱負(fù)荷工作時結(jié)溫均衡，服務(wù)器穩(wěn)定工作壽命可延長0.5倍。

7：造價低

相對于傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心，同容量的噴淋液冷數(shù)據(jù)中心綜合整體造價更低，投資回報(bào)周期更短。

2019年年底在美國舉辦的CES全球電子消費(fèi)展上，廣東合一新材料研究院有限公司推出了噴淋式液冷數(shù)據(jù)中心的樣機(jī)，舉世驚艷。

由于廣東合一新材料研究院有限公司是軍民融合的企業(yè)，出于對知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面的考慮，在2019年初才開始對外宣傳，所以在行業(yè)內(nèi)知道的人并不多，廣東合一新材料研究院有限公司早在2008年開始研究，擁有全面的知識產(chǎn)權(quán)，申請專利達(dá)260多項(xiàng)，2015年就已經(jīng)生產(chǎn)出了噴淋式液冷數(shù)據(jù)機(jī)柜，并且在某小型數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運(yùn)行近五年。2018年交付的某大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)場集裝箱式的噴淋液冷式數(shù)據(jù)中心，也穩(wěn)定運(yùn)行1年多，2019年交付的運(yùn)營商某邊緣數(shù)據(jù)中心也成功運(yùn)行。對于未來5G基站的BBU池的液冷技術(shù)已完成了技術(shù)儲備，試運(yùn)行近5個月。正在設(shè)計(jì)華南地區(qū)的某大型互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心準(zhǔn)備規(guī)模應(yīng)用，預(yù)計(jì)使用噴淋式液冷機(jī)柜300多個。另有兩個確定規(guī)模使用噴淋式液冷數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，其中一個數(shù)據(jù)中心確定預(yù)計(jì)使用噴淋液冷機(jī)柜500個，另外一個數(shù)據(jù)中心確定預(yù)計(jì)使用噴淋液冷機(jī)柜454個。另某國外投資公司擬計(jì)劃在華南地區(qū)投資建設(shè)一個全球大的超大型液冷數(shù)據(jù)中心，液冷機(jī)柜數(shù)量超12000個。到廣東合一新材料有限公司研發(fā)基地的參觀人群絡(luò)繹不絕，正在恰談階段的液冷數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目數(shù)十個，崩堤之勢已成，預(yù)計(jì)未來兩年內(nèi)會迎來一個爆發(fā)期。

2019年底，阿里巴巴將其液冷數(shù)據(jù)中心的浸沒式液冷技術(shù)開源，標(biāo)志著液冷技術(shù)不再神秘，正以開放的姿態(tài)向我們走來，根據(jù)Research   And Markets數(shù)據(jù)顯示，到2023年，全球液冷數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模將達(dá)到45.5億美元，年復(fù)合增長率將達(dá)27.7%。綜上所述，液冷的春天已悄然來臨。

本文作者：嚴(yán)建勛

廣東合一新材料研究院有限公司

首席架構(gòu)師--數(shù)據(jù)中心

具有數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域多年行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)。歷任電氣工程師、項(xiàng)目經(jīng)理、高級項(xiàng)目經(jīng)理、首席架構(gòu)師，曾參與過國內(nèi)三個超大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，致力于數(shù)據(jù)中心客戶冷卻需求及前沿技術(shù)的研究。主導(dǎo)《噴淋式直接液冷數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》的編寫。