數(shù)據(jù)中心的“溫水浴”，如何減少碳排放？
何為溫水水冷？
溫水水冷是液冷的一種。液冷指用水、礦物油、電子氟化液等液體介質(zhì)來(lái)替代空氣，將液體注入特制的運(yùn)輸管道后，其能將廣西數(shù)據(jù)中心機(jī)房中處理器產(chǎn)生的熱量帶走，再?gòu)墓苈妨鞒?，?jīng)冷卻后可實(shí)現(xiàn)循環(huán)。
相比于其它介質(zhì)，水便宜、無(wú)毒、資源廣泛；其具備非常高的比熱容（可用于表示物體吸熱或散熱能力），吸熱和散熱能力很強(qiáng)，即使在遠(yuǎn)距離情況下也能夠有效傳熱，是一種比較理想的冷卻介質(zhì)。
我們知道，熱能總是從高溫向低溫部分轉(zhuǎn)移，溫差越大，相同條件下熱傳導(dǎo)速度越快。那為何數(shù)據(jù)中心要采用“溫水浴”而不是“冷水澡”來(lái)降溫呢？
這主要源于以下幾點(diǎn)原因：
1.用溫水替代冷水，也自然省去了制冷機(jī)制備冷水的電力消耗；
2.主要取決于計(jì)算機(jī)的特殊屬性，計(jì)算機(jī)工作時(shí)需要一個(gè)穩(wěn)定的溫度才能高效運(yùn)轉(zhuǎn)，采用溫水降溫，不會(huì)出現(xiàn)溫差過(guò)大的情況，更易保持計(jì)算機(jī)性能穩(wěn)定；
3.此外，如果采用溫水，給處理器系統(tǒng)降溫后的水具有相對(duì)較高的溫度，可以二次利用，如為建筑物供暖等，提升經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。
對(duì)于水冷系統(tǒng)而言，其溫度設(shè)定有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際環(huán)境中每升高1℃，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和元器件壽命都會(huì)帶來(lái)較大的考驗(yàn)。一般數(shù)據(jù)中心采用的溫水溫度在40-45℃，但也有企業(yè)在探索更高的溫度設(shè)計(jì)。
目前，聯(lián)想集團(tuán)已成功實(shí)現(xiàn)50℃的商用化產(chǎn)品。聯(lián)想集團(tuán)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水的溫度最高50℃、出水溫度60℃左右，服務(wù)器的水冷循環(huán)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全年自然冷卻，實(shí)現(xiàn)最佳的能耗比和經(jīng)濟(jì)效用。
能效和環(huán)保需求的雙重推動(dòng)
多年以來(lái)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)水不進(jìn)南寧機(jī)房成了一條不成文的規(guī)定，其冷卻主要采用風(fēng)冷式冷卻方案。但大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)的逐漸普及對(duì)數(shù)據(jù)中心提出了更高的運(yùn)算需求。
數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心的單機(jī)柜功率密度幾乎每5年以15%-20%的增速在提高，發(fā)熱量越來(lái)越大。傳統(tǒng)的風(fēng)冷式冷卻方案已經(jīng)難以滿足數(shù)據(jù)中心的散熱需求。在此背景下，水冷式冷卻方案開始逐漸登上了舞臺(tái)。
相比于風(fēng)冷系統(tǒng)，溫水水冷系統(tǒng)具備以下4種優(yōu)勢(shì)：
1.電力消耗低，能源費(fèi)用和維護(hù)成本更低?？諝饫鋮s需要空調(diào)、空氣處理機(jī)等設(shè)備的大量電力才能運(yùn)行，電力能源消耗較高，且這些設(shè)備加大了電力基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模，提升了后期的維護(hù)成本。與之相比，水冷系統(tǒng)可以有效節(jié)能更為環(huán)保；
2.冷卻效率更高。由于水的比熱容是空氣的4倍多，單位流量的水比空氣能夠攜帶更多的熱量或冷量，這使得其散熱效率更高，速度更快；
3.熱量可再利用。前文已經(jīng)提過(guò)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)中心機(jī)房處理器的水溫度較高，可以引到建筑物的供暖系統(tǒng)，進(jìn)一步降低建筑物的公用事業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。
4.噪音較小。傳統(tǒng)的風(fēng)冷系統(tǒng)會(huì)發(fā)出巨大的聲音。日常工作中電腦極致運(yùn)行時(shí)的風(fēng)扇聲已非常刺耳，想象一下，數(shù)據(jù)中心成千上萬(wàn)臺(tái)風(fēng)扇以最高性能運(yùn)行時(shí)將會(huì)制造的噪音量級(jí)。而水冷系統(tǒng)則能完美地解決這一問(wèn)題；廣西布線?