眾所周知，液體冷卻比空氣冷卻更有效。但由于冷卻設施的安裝和管理將會發(fā)生顛覆性變化，以及認為沒有必要等多種原因，數(shù)據(jù)中心運營商采用液體冷卻的速度很慢。大多數(shù)情況下，采取這種技術的往往是具有高功率密度的數(shù)據(jù)中心。因此，如果企業(yè)的數(shù)據(jù)中心已達到要求采用液體冷卻的功率密度級別，那么其日常運營將有哪些變化？

而根據(jù)工作人員數(shù)據(jù)中心工作的職業(yè)生涯，液體冷卻可能看起來是一種全新的技術或相當傳統(tǒng)的技術。“早在上世紀80年代和90年代，大型機以及超級計算機采用液體冷卻技術很常見。”Uptime Institute公司首席技術官Chris Brown表示，“如果數(shù)據(jù)中心管理人員年齡較大的話，他們可能會覺得采用液體冷卻很熟悉，但年輕一代對其應用感到擔憂和緊張。”

GRC公司在休斯敦數(shù)據(jù)中心的冷卻罐

人們往往不愿意將液體冷卻與昂貴的IT資產(chǎn)聯(lián)系在一起。但是，一旦更好地理解和應用這項技術，就會消除其擔憂和顧慮，因為在很多情況下，冷卻硬件設備的液體實際上并不是水，也不會造成任何損害。

例如，現(xiàn)代浸沒式和直接為芯片提供冷卻的液體冷卻系統(tǒng)采用的是介電（非導電）的非易燃流體，冷卻分配單元將冷凍液輸送到熱交換器，從而通過浸沒去除熱量。Brown解釋說：“這使IT設備能夠獲得液體冷卻的好處，如果存在泄漏，也會破壞價值數(shù)百萬美元的硬件。”

對設施的影響

事實上，已經(jīng)使用冷凍水設施的數(shù)據(jù)中心切換到液體冷卻并不會變得更復雜。“他們已經(jīng)習慣于處理液壓和冷卻器等問題，并需要對管道的水進行處理以防止藻類生長，因為如果水質(zhì)不好的話，就會堵塞熱交換器中的管路。”冷卻浸沒水箱的水回路可以在現(xiàn)有的活動地板下運行，需要額外的結(jié)構(gòu)支撐。

Brown警告說，如果企業(yè)使用機械制冷裝置而不熟悉液體冷卻運作的話，液體冷卻需要更陡峭的學習曲線，此外，還需要對數(shù)據(jù)中心運營進行更多改變。任何冷凍水系統(tǒng)都是如此。

對IT的影響

采用顛覆性液體冷卻技術取決于企業(yè)IT部門選擇的冷卻技術類型。美國能源部下屬的勞倫斯伯克利國家實驗室工程師Dale Sartor表示，“后門熱交換器需要的變化很少，后門交換器具有管道連接，它們很靈活，因此可以像以前一樣打開和關閉后門，而采用液體冷卻只是需要一個更厚、更重的門，但其他技術和服務方面幾乎是一樣的。”

同樣，對于直接到芯片的冷卻技術，機架后部有一個歧管，將歧管連接到服務器并冷卻組件。Sartor解釋說，這些管子安裝了無滴漏的連接器。“技術人員將這個連接器從服務器上取出，其采用無滴水設計，因此他們可以像以前一樣將服務器拉出來。”

需要注意的一個問題是正確地恢復連接。“工作人員可能會弄錯管子的方面，因此可能會錯誤地連接，反之亦然。”他警告說。一些連接器采用顏色編碼。而包括微軟、Facebook、谷歌、英特爾在內(nèi)的行業(yè)組織正致力于為液冷服務器機架開發(fā)一種開放式規(guī)范，該機架將引入不可逆插頭以避免此問題。“可以使冷熱水管相互區(qū)分和隔離，以消除人為錯誤，”Sartor說。

采用浸入式冷卻

浸入式冷卻確實顯著改變了IT設備的維護過程和設備需要。地球科學機構(gòu)CGG公司先進系統(tǒng)部門的經(jīng)理Ted Barragy表示，該公司已經(jīng)使用GRC公司液體浸沒系統(tǒng)已有五年多的時間。

如果企業(yè)的服務器供應商在發(fā)貨之前沒有進行所有更改，則可能需要卸下風扇或反向?qū)к�，以便將主板懸掛在浸入液中。對于具有監(jiān)控冷卻風扇速度的BIOS的舊系統(tǒng)，GRC公司等冷卻供應商提供風扇仿真器電路，但較新的BIOS則不需要。

Barragy說，“網(wǎng)絡設備并不總是適合沉浸式冷卻，因為有些產(chǎn)品是基于塑料的，容易溶化或腐蝕。”實際上，CGG公司發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡設備并不需要采用液體冷卻，因此可以將它們部署在冷卻設施之外，從而騰出空間來實施更多計算。

雖然CGG公司在液體冷卻方面還有一些問題需要解決，但一旦企業(yè)了解了如何調(diào)整數(shù)據(jù)中心架構(gòu)和運營以利用它，人們就會認為這種技術是可靠的。Barragy說，“如今，人們采用液體冷卻最大的障礙是心理障礙。”

液體冷卻的IT設備維護

工作人員如果更換浸沒在冷卻液中的硬盤或內(nèi)存等組件，則必須將整個主板從液體中取出，但這種措施代價高昂，因為可能弄亂冷卻布局，或?qū)е吕鋮s液泄漏或流失。

Barragy建議工作人員在拆裝組件時需要穿戴橡膠手套和圍裙，以免液體濺到身上。此外與通常維護更大的區(qū)別是，工作人員需要在專業(yè)區(qū)域維修IT設備，而不是直接在機架中工作。此外，更換組件可能需要更換整個機箱。

Barragy說，“如果想分批拆解組件的話，其團隊將等到他們有四到五個系統(tǒng)需要維修時工作，這經(jīng)常會讓故障的服務器離線數(shù)天的時間。”為了縮短維護時間，Barragy建議提前做好配件準備。

權(quán)衡利弊

如今，可供選擇的液冷系統(tǒng)供應商相對較少，而即使液冷式機架的開放式規(guī)格系統(tǒng)上市，企業(yè)的IT設備也需要冷卻設備供應商的產(chǎn)品進行匹配。Barragy警告說，“如今的行業(yè)中，沉浸式冷卻供應商很少，而可以提供直接芯片冷卻系統(tǒng)的廠商更少，他們都傾向于與硬件供應商合作。這意味著一旦企業(yè)的產(chǎn)品被鎖定在制冷供應商中，其選擇所需硬件的能力就非常有限。”

另一方面，如果企業(yè)要增加功率密度，則無需重新進行復雜的氣流動力學計算或計算如何在更多機架上分布負載。只需將20kW的冷卻油箱切換到40kW冷卻油箱，并保持相同的冷卻液和冷卻液分配單元即可。

其設備組件維護變得更復雜，最好分批完成。“如果有一些IT組件需要維修，需要讓它們干燥一段時間。”Barragy解釋說。而設計用于浸沒式系統(tǒng)的主板供應商可以輕松處理這些組件。CGG公司可以通過正常的回收渠道處理使用壽命到期的IT系統(tǒng)。

人員的舒適性

聯(lián)想數(shù)據(jù)中心集團高性能計算和人工智能執(zhí)行總監(jiān)Scott Tease表示，采用液體冷卻可能意味著額外的工作，但它也可以帶來更舒適的工作環(huán)境。許多數(shù)據(jù)中心由于采用速度更快的處理器和更多的組件，數(shù)據(jù)中心中的溫度正在成為一個比電源更大的問題。

這意味著企業(yè)需要越來越多的冷空氣來冷卻服務器。“對更多空氣流動的需求將推動服務器內(nèi)的能耗，并且加大了機房空調(diào)的耗電量。此外，空調(diào)噪音也很嘈雜。”

CGG公司用戶的IT員工現(xiàn)在更喜歡在沉浸式冷卻數(shù)據(jù)中心工作。“一旦掌握了這種技術，數(shù)據(jù)中心將會運營更好，也很安靜。”Barragy說，“而配備大量機房空調(diào)的數(shù)據(jù)中心環(huán)境的噪音在80dB范圍內(nèi)。“

液冷數(shù)據(jù)中心也為內(nèi)部工作人員提供更舒適的空氣溫度。Brown 說，“數(shù)據(jù)中心的冷卻工作都是從機柜后部進行的，熱通道的溫度讓工作人員感覺很熱，而冷通道的溫度也很低，也會讓人感覺不舒適。”