最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，采用兩相冷卻劑的液體冷卻系統(tǒng)不僅可以節(jié)省電能，而且可以節(jié)約用水，還將優(yōu)化和改善數(shù)據(jù)中心設備的設計。

如今，新的數(shù)據(jù)中心優(yōu)化技術正在改變數(shù)據(jù)中心管理人員部署冷卻系統(tǒng)和控制平臺的方式。液體冷卻不僅僅是優(yōu)化數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)和服務器性能的技術，通常也是一種徹底改變數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟性運營的方法。液體冷卻是經(jīng)過測試和驗證的冷卻系統(tǒng)，可幫助數(shù)據(jù)中心采用一些行業(yè)中最先進的用例。

雖然基于氣流的傳統(tǒng)冷卻方法仍是市場應用的主流，但許多組織現(xiàn)在正計劃在其服務器和數(shù)據(jù)中心環(huán)境中采用液體冷卻技術。最重要的是，高功率密度計算（如用于高性能計算和大數(shù)據(jù)計算）需要一種新的方法來保持高效運營。而在Ebullient公司發(fā)布的一份研究報告中，可以了解其實施液體冷卻的新用例以及該技術如何影響現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的部署。

      為什么采用工程流體是一種更好的選擇？

無論何時，提到液體冷卻的概念，人們通常都會立即認為這意味著用水進行冷卻。但是，在現(xiàn)代工作負載、高性能計算、大數(shù)據(jù)和高密度計算的世界中，在冷卻架構中使用水冷并不是最佳選擇。

在使用精密冷卻系統(tǒng)時，運營商可以采用新一代的直接液體冷卻技術，以消除傳統(tǒng)的液體冷卻系統(tǒng)風險，并進一步提高效率。Ebullient公司采用的冷卻系統(tǒng)不是傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)，而是通過直接部署到耗電量最大的服務器設備（通常是處理器和協(xié)處理器）密封模塊中的電介質進行冷卻。3M公司開發(fā)的這種電介質是一種無毒不易燃的工程流體，可以通過蒸發(fā)進行散熱。該冷卻技術可以用于高性能計算、大數(shù)據(jù)處理甚至基于GPU工作負載的強大系統(tǒng)。這其中包括使用NVIDIA Tesla K80顯卡的計算能力的冷卻系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)中心冷卻的研究

最近的一項研究表明，在開放計算數(shù)據(jù)中心部署Ebullient DirectJet的兩相冷卻系統(tǒng)，可以節(jié)省電能和水，并且優(yōu)化數(shù)據(jù)中心設施的設計。為了獲得現(xiàn)場數(shù)據(jù)，Ebullient公司安裝了Winterfell開放式計算服務器，并測量了風冷配置中的基線冷卻能耗和IT負載。然后，Ebullient公司為服務器部署了兩相冷卻系統(tǒng)，并再次評估了冷卻能耗和IT負載。根據(jù)其研究結果，Ebullient公司建議采用混合數(shù)據(jù)中心冷卻策略。采用Ebullient冷卻系統(tǒng)，用于與絕熱冷卻器匹配的主要IT熱負荷。

如果需要，可以在數(shù)據(jù)中心部署機房空氣處理器以獲得余熱負荷。在一些溫暖和潮濕的環(huán)境中，傳統(tǒng)的精密冷卻系統(tǒng)可用于其他負載，甚至可用于非精密建筑采暖、通風和空氣調節(jié)組件。

在運行18,000臺Winterfell服務器的標準開放式計算數(shù)據(jù)中心中，Ebullient公司采用的機房空調混和冷卻策略具有以下優(yōu)勢：

•減少80%的冷卻能耗。

•每年減少電力消耗1000萬千瓦時

•運行時的電源利用效率為1.1。

更重要的是，通過解耦冷卻系統(tǒng)和結構成本，Ebullient公司的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可以使開放計算數(shù)據(jù)中心顯著降低建設成本。通過模塊化、標準化的機架式泵架，Ebullient公司將其冷卻系統(tǒng)部署到建筑物的二次液體回路中。通過線性擴展的部署成本，規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心設施可以實現(xiàn)相同的性能、效率和空間優(yōu)勢。

那么，這種液體冷卻系統(tǒng)與傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)相比如何呢？在該研究中，采用Iyengar公司和Schmidt公司開發(fā)的冷卻系統(tǒng)進行對比，其風冷系統(tǒng)需要35臺機房空調和一個冷卻功率為1.43MW的水冷回路，而IT熱負荷為2.92 MW（其電源利用效率為1.49）。采用Ebullient公司的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，以兩相冷卻的形式可以去除服務器總熱負荷的70％，機房空調的數(shù)量可以從35臺減少到10臺，因此僅需要288 kW的功率來冷卻2.92 MW的IT負載（電源利用效率降低到1.1）。這表示冷卻功率降低約80％（從1.43MW降到288kW）。

數(shù)據(jù)中心采用工程流體冷卻技術，可能會為企業(yè)的數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)帶來顯著的改變和影響。而液體冷卻已經(jīng)成為一種提高數(shù)據(jù)中心效率并降低電源利用效率的強大制冷技術。