液冷伺服器——資料中心綠色轉型正當時

　　液冷技術，作為一種高效、環保的冷卻解決方案，在資料中心領域逐漸受到關注。儘管液冷技術在個人電腦中已有十多年的應用歷史，但近期它在資料中心領域變得炙手可熱。

　　本文將帶您盤一盤液冷技術在伺服器和資料中心領域的發展現狀及液冷伺服器的定義、特點、部署方式和未來發展。

　　 液冷伺服器發展現狀

　　根據IDC釋出的《中國半年度液冷伺服器市場（2023上半年）跟蹤》報告，中國液冷伺服器市場在2023年仍將保持快速增長。2023上半年中國液冷伺服器市場規模達到6.6億美元，同比增長283.3%，預計2023年全年將達到15.1億美元。此外，IDC預計2022-2027年，中國液冷伺服器市場年複合增長率將達到54.7%，2027年市場規模將達到89億美元。

　　同時，報告指出，在液冷伺服器市場中，冷板式液冷佔到了90%，主要因為傳統資料中心對原有基礎設施改造成本和難度的關注度較高，以及當前冷板式方案成熟度較高，商用基礎較好。然而，長遠來看，浸沒式在散熱效率和單機櫃功率、空間利用率等方面比冷板式具有顯著優勢。

　　因此，儘管浸沒式液冷技術的器件可維護性和相容性較差，但空間利用率與可迴圈方面具有較好的表現，降低資料中心的能耗。同時，越來越多的主流IT裝置廠商均已公開表明將加大研發力度並加快液冷產品迭代速度，未來中國液冷伺服器市場將持續保持高速增長。

　　筆者看來，中國液冷伺服器市場發展迅速，預計未來市場規模將持續擴大。同時，主流IT裝置廠商也在加速研發和推出液冷產品，為市場增長提供動力。

　　 液冷伺服器的定義和特點

　　液冷伺服器，也稱為水冷伺服器，是一種利用水或其他液體來進行散熱的伺服器。它採用水或其他液體進行散熱，相比於傳統的空氣冷卻方式，具有以下特點：

　　 散熱效果更好：液冷伺服器可以更好地將伺服器的溫度降低到更低的水平，從而提高伺服器的效能和穩定性。

　　 節能環保：液冷伺服器不需要使用風扇等機械裝置進行散熱，因此噪音更小，同時降低伺服器的能耗，實現節能環保。

　　 提高可靠性：液冷伺服器可以提高伺服器的可靠性，減少硬體故障的發生。

　　 快速溫度傳遞：液體的傳熱效果更好，是空氣的25倍，溫度傳遞效果更快更好。

　　液冷伺服器適用於大型資料中心和高效能運算環境，以及需要處理大量資料的場景。它具有高效散熱和低噪聲等特性，可以提供更穩定、高效的伺服器執行環境。

　　 液冷伺服器部署方式

　　液冷伺服器主要分為冷板式液冷和浸沒式液冷兩大型別：

　　 冷板式液冷技術，即利用工作流體作為中間熱量傳輸的媒介，將熱量由熱區傳遞到遠處再進行冷卻。在該技術中，工作液體與被冷卻物件分離，工作液體不與電子器件直接接觸，而是透過液冷板等高效熱傳導部件將被冷卻物件的熱量傳遞到冷媒中，因此冷板式液冷技術又稱為間接液冷技術。

　　該技術將冷卻劑直接導向熱源，同時由於液體比空氣的比熱大，散熱速度遠遠大於空氣，因此製冷效率遠高於風冷散熱，每單位體積所傳輸的熱量即散熱效率高達1000倍，可有效解決高密度伺服器的散熱問題，降低冷卻系統能耗並降低噪聲。

　　 浸沒式液冷技術，在浸沒式液體冷卻系統中，將伺服器主機板、CPU、記憶體等發熱量大的元器件完全浸沒在冷媒中，在工作狀態下，各發熱部件會產生熱量，引起冷媒溫升。當冷媒溫度升高到系統壓力所對應的沸點，冷媒工質發生相變，從液態變化為氣態，透過汽化熱吸收熱量實現熱量的轉移，這種透過冷媒吸收熱量冷卻的技術即相變液冷技術。

　　浸沒式相變液冷技術利用液體相變將熱量直接帶走，減少了傳熱過程的熱阻，相比冷板式液冷，浸沒式液冷技術具有更高的傳熱效率，是液冷之中更節能、更高效的新興製冷模式。

　　 液冷伺服器的核心技術主要包括以下幾個方面：

　　 迴圈泵技術：迴圈泵技術是液冷伺服器中的關鍵技術之一，它能夠將冷卻液迴圈流動，以便將伺服器內部的熱量傳遞到外部。迴圈泵的效率直接影響到液冷伺服器的散熱效果。

　　 熱交換技術：熱交換技術是液冷伺服器中的重要組成部分，它能夠將伺服器內部的熱量透過熱交換器傳遞到外部環境中。熱交換器的設計直接影響到液冷伺服器的散熱效果和能源利用效率。

　　 密封技術：密封技術是液冷伺服器中的關鍵技術之一，它能夠保證伺服器內部的液體不會洩漏出來，同時能夠保證伺服器的正常執行。密封技術的可靠性直接影響到液冷伺服器的安全性和可靠性。

　　 使用者應該如何部署液冷伺服器？使用者在部署液冷伺服器時需要注意哪些問題？

　　部署液冷伺服器需要考慮多個方面，包括伺服器的選型、液冷系統的設計、資料中心的基礎設施、維護和管理等。以下是一些建議：

　　 伺服器選型：根據應用場景和需求選擇適合的液冷伺服器型號。需要考慮伺服器的計算能力、儲存容量、網路頻寬等，以及液冷系統的散熱能力、能耗等因素。

　　 液冷系統設計：液冷系統需要根據伺服器的規格和數量進行設計，包括液冷管道、冷板、冷卻液等。需要考慮液冷系統的散熱效果、能耗、噪音等因素，並確保液冷系統的穩定性和可靠性。

　　 資料中心基礎設施：部署液冷伺服器需要確保資料中心的基礎設施能夠支援液冷系統，包括電力供應、冷卻系統、消防系統等。需要考慮基礎設施的可靠性和安全性，以及液冷系統的相容性和可維護性。

　　 維護和管理：部署液冷伺服器需要建立完善的維護和管理機制，包括定期檢查、故障排除、系統升級等。需要考慮液冷伺服器的維護成本和效率，以及系統的穩定性和安全性。

　　在部署液冷伺服器時，需要注意以下問題：

　　1. 液冷系統的設計和安裝需要專業人員進行，以確保系統的穩定性和可靠性。

　　2. 液冷伺服器的維護和管理需要建立完善的機制，以確保系統的正常執行和安全性。

　　3. 液冷伺服器的能耗和散熱問題需要充分考慮，以確保系統的節能和環保性。

　　4. 液冷伺服器的選型和部署需要考慮相容性和可擴充套件性，以滿足未來業務增長的需求。

　　 關於未來

　　隨著資料中心規模的不斷擴大及伺服器技術的快速迭代，液冷系統的模組化與標準化將成為未來的發展趨勢。透過將液冷系統劃分為不同的模組，實現靈活配置與擴充套件，以滿足不同規模及不同需求的資料中心的要求。同時，推動液冷技術的標準化發展，降低維護成本及提高系統的可靠性。

　　為了更好地適應不同型別的資料中心及多樣化的伺服器需求，液冷技術將持續進行創新與最佳化。包括最佳化液體迴圈系統、研發更高效的熱交換器等，以提高冷卻效率及能源利用效率。同時，液冷技術還將探索與其他節能技術的結合，如與風能、太陽能等可再生能源的協同作用。