如果你曾經(jīng)將飲料灑在手機(jī)或者其他電子設(shè)備上，或是將其掉進(jìn)液體(游泳池、湖泊、廁所)中，那么你會(huì)知道，電子產(chǎn)品遇上水就是災(zāi)難。盡管數(shù)據(jù)中心內(nèi)的高科技電子產(chǎn)品對(duì)外部環(huán)境都十分敏感，但是水不一定就是這些計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的敵人。

任何建筑物內(nèi)的數(shù)據(jù)中心空間都是有造價(jià)的，因此數(shù)據(jù)中心內(nèi)增加更多的計(jì)算設(shè)備意味著更大的功率密度，同時(shí)還有設(shè)施耗電所散發(fā)的熱量。由于電子產(chǎn)品不能承受高溫，熱量必須從設(shè)備中移除，所以僅僅通過機(jī)柜門散熱是不是就足夠了呢？在外界溫度足夠低的情況下當(dāng)然沒有問題，但很多時(shí)候，這種做法還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些設(shè)施的冷卻需求。

如果數(shù)據(jù)中心內(nèi)熱源分布均勻，那么冷卻這些IT設(shè)施會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單得多。雖然數(shù)據(jù)中心內(nèi)的溫度有足夠冷，但由于服務(wù)器在機(jī)架上的配置問題，往往會(huì)出現(xiàn)讓人棘手的熱點(diǎn)。如果通過CRACs空氣調(diào)節(jié)可以對(duì)數(shù)據(jù)中心起到整體降溫的效果，但是無(wú)論在購(gòu)置成本還是運(yùn)營(yíng)管理上代價(jià)都是較高的。并且這種方法也會(huì)使某些區(qū)域制冷過度，從而造成浪費(fèi)，而良好的氣流控制技術(shù)則可以幫助解決這一問題，但如果功率密度超過一定界限，即使周密的空調(diào)制冷方案也不足以保護(hù)敏感的IT設(shè)備。

高密度：空氣冷卻之短

由于功率密度的增加，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的熱量也會(huì)隨之增加。那么什么樣的方式會(huì)既有效，在成本上又不給企業(yè)造成負(fù)擔(dān)呢？以空氣為基礎(chǔ)的冷卻技術(shù)是一個(gè)很好的解決辦法，因?yàn)樗鼰o(wú)處不在并且不會(huì)對(duì)任何設(shè)備造成傷害。但問題是空氣卻是一個(gè)糟糕的熱導(dǎo)體，熱空氣可以在空氣中流竄。例如在寒冷的冬天，你會(huì)覺得裸露在室外的金屬塊比空氣更寒冷，這是因?yàn)榻饘偈橇己玫臒釋?dǎo)體，它比空氣從你手中帶走的熱量要多。從另一方面看，空氣相對(duì)與金屬來(lái)說(shuō)也是一種很好的熱絕緣體，但即便如此，與其它材料相比空氣也無(wú)法容納大量的熱。例如水，所以當(dāng)水用于冷卻時(shí)能比其它材料帶走更多的熱量。

因此，空氣并不是冷卻高密度部署數(shù)據(jù)中心的最好介質(zhì)。更高效的IT設(shè)備可以幫助改善這一問題，但高密度所產(chǎn)生的熱量足以抵消效率提高所帶來(lái)的效益。一個(gè)更有優(yōu)勢(shì)的熱傳導(dǎo)介質(zhì)就是水，DimensionDataAmericas主數(shù)據(jù)中心顧問KrisDomich先生對(duì)水作為冷媒做了如下總結(jié)：“水和其他液體作為冷媒比空氣更具潛力，所以它們經(jīng)常被更高密度的設(shè)備所采用。但重要的是要記住，我們不是通過對(duì)熱控制制冷而是要把熱帶走，所以熱疏散必須要高效、精確。”

以水最為冷媒不是什么新鮮事，它在大型主機(jī)業(yè)務(wù)中的使用已經(jīng)有幾十年的歷時(shí)。但大型主機(jī)在數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用慢慢減少，水冷也隨之被淘汰。但是，由于空氣已經(jīng)不足以冷卻高功率密度設(shè)備，水或者說(shuō)是液體冷卻再次被提起，并被視為冷卻數(shù)據(jù)中心的未來(lái)出路。

液體冷卻

液體冷卻技術(shù)的本質(zhì)歸結(jié)為兩個(gè)方面：其一，液體在設(shè)備中的應(yīng)用，但是水作為導(dǎo)體絕不會(huì)和設(shè)備芯片直接接觸。因此，水在未來(lái)數(shù)據(jù)中心里智能作為疏散熱量的傳輸介質(zhì)。由于水的特性，利用水進(jìn)行冷卻時(shí)必須利用高科技管道系統(tǒng)與設(shè)備嚴(yán)格分離。“許多沒有使用過液體冷卻的數(shù)據(jù)中心認(rèn)為液體如此接近IT設(shè)備不是一個(gè)好注意，但在一個(gè)設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)中，液體是不應(yīng)該有接觸到IT設(shè)備的機(jī)會(huì)的，因此所有的危險(xiǎn)是很容易被避免的。”Domich說(shuō)。當(dāng)然，這種特殊的冷卻基礎(chǔ)設(shè)施也增加了數(shù)據(jù)中心的成本，特別是冷水機(jī)組和過多的管道，但對(duì)于高密度部署的超級(jí)計(jì)算機(jī)和高性能設(shè)備來(lái)說(shuō)，液體冷卻的節(jié)能效果就是高成本的平衡點(diǎn)。

水冷是否會(huì)被放棄

雖然面臨高成本和安全性，但水是不會(huì)被數(shù)據(jù)中心行業(yè)完全放棄的，雖然水和IT設(shè)備之間有著無(wú)法逾越的鴻溝。數(shù)據(jù)中心經(jīng)理們往往向往液體冷卻，卻又害怕?lián)肀@都取決于他們的認(rèn)識(shí)水平和技術(shù)。現(xiàn)在不少人在實(shí)施的時(shí)候一旦遇到了困難，就會(huì)把IT設(shè)備遠(yuǎn)離水源，雖然水管不是復(fù)雜的問題，但他們似乎認(rèn)定了漏水的情況無(wú)處不在。

當(dāng)然，這樣或那樣的輕微缺陷都會(huì)導(dǎo)致泄漏，以至于損害IT設(shè)備。但這也不足以完全否定水冷的優(yōu)勢(shì)，水冷的使用很大程度上取決于IT設(shè)備對(duì)水冷的需求。

水或者液體冷卻不一定局限于大型數(shù)據(jù)中心，雖然成本是一個(gè)主要考慮因素。事實(shí)上，各種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心都已經(jīng)越來(lái)越多的嘗試液體制冷，特別是那種正在迅速采用高密度計(jì)算的大中型數(shù)據(jù)中心。換句話說(shuō)，數(shù)據(jù)中心的功率密度越高，水冷卻就會(huì)獲得更大的立足點(diǎn)。

水的替代品

然而，水不是能夠帶走熱量的唯一液體，雖然水具有實(shí)際可用性、安全性、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是電導(dǎo)率確實(shí)它的硬傷，不能作為設(shè)備沉浸使用。其他液體在這方便可能勝于水，但他們幾乎無(wú)一例外存在著成本較高、可用性不強(qiáng)、對(duì)環(huán)境和人員健康有潛在影響等問題。對(duì)浸泡冷卻來(lái)說(shuō)，礦物油是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。不僅具有類似于水的導(dǎo)熱性能，還沒有泄漏的危險(xiǎn)。由于設(shè)備是沉浸于液體中，所以數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)這一巨大的散熱解決方案必須使用不同類型的基礎(chǔ)設(shè)施。設(shè)備機(jī)架可能會(huì)采取圓桶結(jié)構(gòu)，維修時(shí)還涉及到機(jī)架排水，這將需要一些方法來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)液體，直到液體重新返回到機(jī)架上。此外，這種系統(tǒng)能夠垂直擴(kuò)展的可能性不大。

結(jié)論

水或者是液體早就存在于數(shù)據(jù)中心，從某些程度上來(lái)說(shuō)，它從未離開過，但它肯定不是一種普遍的選擇。不管它目前境地如何，它的未來(lái)似乎越來(lái)越光明，水雖然不是冷卻計(jì)算機(jī)設(shè)備的首選，但在在大型特別實(shí)在高密度數(shù)部署得的據(jù)中心里，其優(yōu)越性日益凸顯。水與大型機(jī)的淵源，可能使它繼續(xù)服務(wù)于尖端超級(jí)計(jì)算機(jī)和其他IT設(shè)備。

因此，水冷卻的使用很大程度上依賴于數(shù)據(jù)中心密度。隨著日益增加的IT需求，目前在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上建立或者擴(kuò)容數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目中，數(shù)據(jù)中心經(jīng)理使用液體制冷解決方案應(yīng)對(duì)高密度計(jì)算的概率仍然是有限的。但是面對(duì)利用冷空氣冷卻所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)中心局部熱點(diǎn)這一問題，水或者液體冷卻或?qū)⒀a(bǔ)救這一缺失，當(dāng)然沒有液體泄漏是所有人希望的前提。