“在處理器級別的液體冷卻將是未來的潮流趨勢，在未來五年內(nèi)，其將改變整個數(shù)據(jù)中心行業(yè)。”類似這樣的炒作聲明及其各種變體，至少已經(jīng)存在十年了!

長期以來，這項技術(shù)一直處于混亂的市場的邊緣，但顯然只取得了微小的進展。業(yè)界專家曾經(jīng)說過，制造商們并不愿意投入大量的資金來改變其IT設(shè)備的外形尺寸因素，以適應(yīng)或優(yōu)化液體冷卻技術(shù)，至少直到他們對于該市場有充分的信心之前是不會的。多年來，各種技術(shù)的發(fā)展涌入了市場，并且已經(jīng)開展了示范項目來測試該技術(shù)的可行性。業(yè)界對于液冷系統(tǒng)的信心和接受度在逐步上升，我們終于可以說“處理器級別的液體冷卻是未來的潮流趨勢了，其將在未來5年改變整個數(shù)據(jù)中心行業(yè)!”也許這有些過分的夸大，但歷史確實是傾向于重復(fù)的。

目前，市場上有多種液體冷卻技術(shù)可用。這些液體冷卻技術(shù)的其中一個實例是浸沒冷卻，其需要將IT設(shè)備完全浸入液體中。出于明顯的原因，該液體不能是水，因為水具有導(dǎo)電性。所選擇的液體必須是非導(dǎo)電的(或絕緣體)。有兩種類型的絕緣液體;有些適合于單相浸沒(即溫度升高到液體溫度)，其他使用相變(即蒸發(fā)冷卻)。

另一種類型的液體冷卻技術(shù)使用水，但是水不會接觸到電氣部件。相反，一款熱交換器(或冷板)會在IT設(shè)備部件和水之間產(chǎn)生屏障，同時讓冷卻的水在冷板上循環(huán)。冷板通常位于微處理器上，有時也位于存儲器裝置上。水幫助保持這些部件的冷卻，而服務(wù)器的其余部分，例如電源，磁盤驅(qū)動器等仍然采用空氣冷卻。這些類型的液體冷卻裝置通常被稱為“混合”系統(tǒng)，這些裝置的組合用以輸送提供空氣和水冷卻。

鑒于當(dāng)前已經(jīng)有了這些液體冷卻技術(shù)以及眾多成功的示范項目，那么，為什么終端用戶并不急于購買這些設(shè)備呢?實際上，究其原因可能更多的與采用這些技術(shù)的“行業(yè)經(jīng)濟性”有關(guān)，而與技術(shù)本身的可行性的關(guān)系較小。在這種情況下，“行業(yè)經(jīng)濟性”并不是指采用液體冷卻技術(shù)本身的成本，盡管可能存在第一成本問題。更大的問題則與整個數(shù)據(jù)中心行業(yè)迄今在空氣冷卻IT設(shè)備及其相關(guān)的冷卻基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資有關(guān)。除非空氣冷卻技術(shù)方法達到其最大的除熱潛力臨界點，否則數(shù)據(jù)中心行業(yè)不會放棄這種投資。直到數(shù)據(jù)中心行業(yè)達到該臨界點，否則不實現(xiàn)已經(jīng)安裝的容量的最大化利用，以達到其最大潛力，將產(chǎn)生巨大的價值損失。

空氣冷卻技術(shù)能走多遠?

不久前，數(shù)據(jù)中心業(yè)主和設(shè)計師們已經(jīng)意識到，接近20至30千瓦負載的機柜已然接近空氣冷卻設(shè)備的自然極限了。而另一方面，示范項目顯示機柜已經(jīng)高達40至50千瓦。

處理器和內(nèi)部組件的制造商本質(zhì)上是通過設(shè)計適用于更高的操作溫度和跨設(shè)備的更高的空氣流量ΔT，來延長空氣冷卻IT設(shè)備的使用壽命。雖然幾年前跨服務(wù)器的典型ΔT是20至30℉，但IT設(shè)備制造商們表示，現(xiàn)在可以實現(xiàn)40至45℉或更高。結(jié)合數(shù)據(jù)中心的最佳實踐方案，例如使用密封遏制方法，可以使用相同的空氣流量提供更多的冷卻。這些漸進的技術(shù)進步已經(jīng)將以前被認為是接近死胡同的技術(shù)注入了新的活力。

也許，在不久的將來其將會達到自然的終點，但當(dāng)前的技術(shù)仍然保持在其運行軌道上，同時，在空氣冷卻方面也取得了相當(dāng)?shù)倪M步，這是目前在行業(yè)投資中最具成本效益的投資。

在某些時候，空氣冷卻裝置將達到它們的潛能的極限，并且裝置制造商將需要調(diào)整它們的設(shè)計以適應(yīng)液體冷卻。這些修改將需要消除主處理器上的散熱片，消除服務(wù)器的風(fēng)扇，以及消除所有的移動部件。同時可能害需要更改外形尺寸規(guī)模，也許需要更改某些配置以允許垂直安裝板，而不是水平安裝(盡管刀片服務(wù)器已經(jīng)安裝了這種方式)。甚至還可能需要目前無法預(yù)見的某些其他方面的修改。但毫無疑問，設(shè)計的變化對于業(yè)界來說是代價昂貴的，因為這將需要對現(xiàn)有產(chǎn)品線進行重大的修改。

過渡將如何發(fā)生?

也許會有一項過渡性的技術(shù)，將緩解整個行業(yè)對于這種注定要來的技術(shù)變化的適應(yīng);如果存在的話，那么這類過渡技術(shù)可能是前面所提到的混合冷卻器。混合冷卻器可以比當(dāng)今的空氣冷卻裝置更高效，但是它們也具有相應(yīng)的缺點——支持混合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心需要兩款冷卻裝置，或者至少兩個冷卻回路：一個通過IT設(shè)備上的冷卻板的運行來冷卻循環(huán)水，以及一個獨立的冷卻建筑物中所有其他空氣冷卻負載的設(shè)備。

建立兩個工廠(或回路)確實變得昂貴，并且可能具有較差的投資回報率。然而，當(dāng)現(xiàn)有的空氣冷卻的數(shù)據(jù)中心達到其冷卻的物理限制時，便可以在該行業(yè)中獲得最佳進展，而添加更多容量的唯一選擇則來自于將數(shù)據(jù)中心中的空氣冷卻IT設(shè)備更新到水冷IT設(shè)備。即使這種變化會伴隨著工廠的增加，以便能夠為新的水冷設(shè)備提供冷卻水，但這種基礎(chǔ)設(shè)施的添加仍然比從頭建立新的數(shù)據(jù)中心更有利。

隨著這些修改變得越來越普遍，整個數(shù)據(jù)中心業(yè)界將看到更清晰的通往更為純粹、更前沿的浸入式冷卻設(shè)計。這種變化將在未來五年內(nèi)出現(xiàn)，其將極大地改變整個數(shù)據(jù)中心行業(yè)，而我們將在十年內(nèi)再來檢驗。關(guān)于作者

本文作者Vali Sorell是Sorell工程公司的總裁，而Marc Hourican則是Syska Hennessy集團的合伙人。