風(fēng)冷可以提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來提高散熱效果，然而，這并非可持續(xù)發(fā)展。首先，提高轉(zhuǎn)速帶來的能耗增加是非線性的，而且，隨著風(fēng)速的提高，散熱收益不斷收窄。同時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高增加的噪音和震動(dòng)，還會(huì)影響服務(wù)器的可靠性。

相比之下，液冷散熱通過直接接觸散熱片的液體帶走熱量，通常具備更好的散熱效果，能夠壓制更大的散熱功耗。同時(shí)，液冷的方案不僅省去了風(fēng)扇的噪音和震動(dòng)，還能讓芯片穩(wěn)定維持在較低的溫度區(qū)間，避免了瞬時(shí)溫度升高，從而降低故障率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

現(xiàn)階段，第五代英特爾至強(qiáng)的TDP已經(jīng)來到了350瓦，風(fēng)扇需要在較高的轉(zhuǎn)速區(qū)間才能滿足這一級(jí)別處理器的散熱需求。未來，隨著更高TDP處理器的出現(xiàn)，而且考慮到還有包括GPU在內(nèi)的各種AI加速器，單臺(tái)服務(wù)器的功耗只會(huì)越來越高，由此可見數(shù)據(jù)中心急需由風(fēng)冷向液冷的轉(zhuǎn)化。

同時(shí)，綠色云圖CEO 胡世軒還提到了業(yè)內(nèi)對(duì)液冷市場(chǎng)的預(yù)測(cè)報(bào)告，報(bào)告指出，2023年是液冷的技術(shù)驗(yàn)證階段，而后新建數(shù)據(jù)中心會(huì)有較大比例會(huì)采用液冷技術(shù)。

總之，在可見的未來，數(shù)據(jù)中心從風(fēng)冷轉(zhuǎn)向液冷是大勢(shì)所趨。

常見的數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)方案

簡(jiǎn)單了解一下液冷。數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)主要分為浸沒式和冷板式，每種又包含單相和雙相兩種。

先來看浸沒式液冷。單相浸沒式液冷可以使用合成油或氟碳化合物液體。其中，氟碳化合物散熱效果更好，但易揮發(fā)的特性容易對(duì)環(huán)境造成影響，而雙相浸沒式液冷目前只能使用氟碳化合物。

冷板式液冷方案中，單相方案以水為導(dǎo)熱介質(zhì)，散熱效果好且環(huán)境友好，但存在液體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。雙相冷板方案也用了氟碳化合物，雖然散熱能力更出色，但技術(shù)更新穎、更復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)鏈還有待完善。

英特爾作為行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈紐帶，素來與生態(tài)保持著密切溝通，如今也正以實(shí)際行動(dòng)推動(dòng)著液冷技術(shù)的落地和發(fā)展。在技術(shù)選型上，英特爾支持環(huán)境保護(hù)，希望減少或是禁止使用含氟化合物的方案。

?？松梨诓粌H是一家石油和天然氣公司，也能提供散熱用的冷卻液。?？松梨诋a(chǎn)品解決方案業(yè)務(wù)部門亞太區(qū)產(chǎn)品總監(jiān)王欣指出，合成油冷卻液在安全性、性能和成本效益方面有顯著優(yōu)勢(shì)，而氟化液有不易降解的有害物質(zhì)，一些地區(qū)已經(jīng)限制甚至禁止使用氟化液，所以，合成油冷卻液是更好的選擇。

考慮到環(huán)保需求，含有氟化液的雙相散熱方案，就遠(yuǎn)不如單相冷板和單相浸沒式方案更具優(yōu)勢(shì)。如果同時(shí)又考慮到安全性，想要避免漏液風(fēng)險(xiǎn)，最好的選擇就是采用合成油的單相浸沒式液冷方案。

綠色云圖CEO 胡世軒介紹稱，2023年6月，三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》明確了液冷技術(shù)的范圍，只納入單相浸沒和冷板技術(shù)，排除了噴淋和相變等其他液冷技術(shù)。

事實(shí)上，單相浸沒式液冷技術(shù)具備很多優(yōu)勢(shì)。最主要的是，它的技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，即將服務(wù)器完全浸沒在冷卻液中，服務(wù)器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量通過泵驅(qū)動(dòng)冷卻液循環(huán)，將熱量帶走，從而實(shí)現(xiàn)散熱。

提高單相浸沒式液冷的散熱表現(xiàn)

從實(shí)際部署來看，單相浸沒式液冷技術(shù)因其簡(jiǎn)單、可靠和成本較低而受到廣泛關(guān)注和歡迎。然而，這一方案最大的問題是散熱能力上限不高，而且，如果單純通過提高液體流量來增強(qiáng)散熱，效果并不明顯。

英特爾資深技術(shù)專家表示研究后發(fā)現(xiàn)，即使提高液體流速，大部分的冷卻液并不會(huì)流經(jīng)散熱器，無法帶走更多熱量，導(dǎo)致芯片溫度只能降低1-2度。

這也主要?dú)w因于流經(jīng)散熱器的液體較少，因此，為提高流經(jīng)散熱器的液體流量，英特爾推出G-Flow浸沒式液冷技術(shù)。通過在散熱器和機(jī)柜液體出口之間建立一個(gè)連通的管道，利用重力或泵的吸力來加速流體通過散熱器。

在這套方案中，冷卻液從機(jī)柜底部泵入腔體，當(dāng)冷卻液超過散熱器表面時(shí)，會(huì)沿著管道流下出口。這個(gè)過程主要依靠重力驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)單高效，流經(jīng)散熱片的液體也會(huì)增多。

英特爾資深技術(shù)專家表示，在液面高度差為1米的情況下，理論上可以將液體流速加速至4.4米/秒。而傳統(tǒng)自然對(duì)流趨動(dòng)下，液體流速僅為幾毫米/秒，這套方案將流速提高了幾百倍。

考慮到流體黏度和流動(dòng)損失，即使達(dá)不到理論數(shù)值，也依然可以顯著提高流速，提高流經(jīng)散熱器的液體流量，因?yàn)樗斜槐萌氲囊后w都要經(jīng)過散熱器，最終大大提高了散熱效率。

為了讓這一技術(shù)真正快速用起來，英特爾考慮了設(shè)計(jì)要保持簡(jiǎn)單，成本要較低，客戶實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)要低，同時(shí)，還要通過模塊化設(shè)計(jì)提高系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。

事實(shí)上，這套新的散熱方案對(duì)服務(wù)器、對(duì)機(jī)柜的改動(dòng)都非常小，可以在無需引入新技術(shù)的前提下完成。它與現(xiàn)有的冷板散熱方案有些相似之處，但它只有出水管，沒有進(jìn)水管，也完全不用擔(dān)心泄露導(dǎo)致短路。

對(duì)服務(wù)器而言，只需兼容新的散熱器，底部支持新的轉(zhuǎn)接板即可。機(jī)柜要做的就是增加固定轉(zhuǎn)接板的構(gòu)造。中間的轉(zhuǎn)接板可根據(jù)服務(wù)器的具體形狀和接口位置定制，確保在更換服務(wù)器時(shí)無需改動(dòng)機(jī)柜結(jié)構(gòu)。

英特爾資深技術(shù)專家表示，未來如果這一技術(shù)得到廣泛認(rèn)可，會(huì)進(jìn)一步簡(jiǎn)化改造過程。

與產(chǎn)業(yè)伙伴合作來推廣新技術(shù)

任何新技術(shù)都離不開產(chǎn)業(yè)生態(tài)各方的支持，為了驗(yàn)證和推廣這項(xiàng)新技術(shù)，英特爾聯(lián)合服務(wù)器合作伙伴，液冷技術(shù)提供商以及液冷產(chǎn)品解決方案供應(yīng)商做了很多驗(yàn)證工作。

據(jù)了解，英特爾已經(jīng)與新華三和中興通訊兩家服務(wù)器廠商合作，對(duì)服務(wù)器進(jìn)行內(nèi)部改造。秉承開放的態(tài)度，未來英特爾希望與更多服務(wù)器領(lǐng)域的合作伙伴展開合作。

為了確保冷卻液的兼容性，英特爾還與?？松梨诤献鏖_展了一系列實(shí)驗(yàn)。?？松梨诤陀⑻貭栐诮]式液冷方面有長(zhǎng)期的合作關(guān)系，英特爾對(duì)其產(chǎn)品的各方面表現(xiàn)都非常有信心，其研發(fā)實(shí)力可以幫助解決在可靠性、兼容性等方面的問題。

從王欣的介紹中了解到，?？松梨谟袑ｉT的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)液冷解決方案，埃克森美孚與包括英特爾在內(nèi)的芯片廠商、液冷產(chǎn)業(yè)鏈廠商以及超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心都有合作。針對(duì)浸沒式液冷場(chǎng)景，?？松梨谕瞥隽薊MDC系列產(chǎn)品來推動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)更高的散熱表現(xiàn)。

此外，英特爾還與液冷產(chǎn)品解決方案供應(yīng)商綠色云圖和立訊技術(shù)開展了合作，這部分合作伙伴負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)機(jī)柜和冷卻分配單元（CDU），期間英特爾也與合作伙伴攜手解決了很多在實(shí)踐中遇到的問題。

在溝通過程中，綠色云圖CEO 胡世軒表示看好液冷市場(chǎng)的未來發(fā)展，盡管現(xiàn)階段冷板技術(shù)的應(yīng)用比例略高，但浸沒式液冷技術(shù)的需求增長(zhǎng)速度也非?？?。

今年4月，英特爾與生態(tài)伙伴合作推出了首臺(tái)樣機(jī)。目前，這臺(tái)樣機(jī)在實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)順利運(yùn)行了兩個(gè)多月，而且測(cè)試結(jié)果符合此前預(yù)期。

英特爾資深技術(shù)專家表示，這一方案可以把基于合成油的單相浸沒式液冷的散熱能力，其上限提高1倍甚至是2倍，可以滿足千瓦級(jí)芯片散熱需求。

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