液冷系统和CDU已成为数据中心热管理方案大势

时间： 2021-08-24 来源：爱美达

技术问答

随着智能技术创新、处理能力和技术依赖性呈指数级增长，全球所有主要行业的数字化和电子化程度都在急剧上升。所有市场的消费者都需要更快的连接、更多的信息和改进的功能。这推动了对更大、更高效的数据中心的需求，这些数据中心需要更快、更强大的芯片来支持云计算和边缘计算，并增加处理和存储。对于数据中心而言，技术进步和改进性能的最大障碍之一是因数据和存储以及发电和供电的增加而产生的多余热量的管理。

新型的、更高功率的应用需要更高效的冷却，以满足紧凑体积中的巨大热负荷；这通常会使得工程师考虑液冷解决方案。对于不愿将液冷引入高可靠性数据中心系统的产品设计团队来说，设计工程师创造性地采用空气冷却方案，达到了令人印象深刻的性能水平。然而，对数据中心系统越来越多的新要求，使其无法完全避免液冷技术。叠加技术组合可使液冷、浸没、两相和空冷创新性共存，使工程师能够为每个具体应用来选取正确的解决方案（多种混合），以突破传统空冷系统的性能边界，并确保在适当的时候安全迁移到液冷系统。下一代设计的热量和功率密度要求现在已经达到了空冷的极限，总而需要过渡到液冷技术。液冷系统通过提高设计灵活性和可扩展性来改进传热和获得更高的热性能，进而使应用程序能够更快、更经济、更安静、性能更好。更高效、更小的系统也节省了空间，允许更多的机架和服务器以更高的性能运行。

图1 数据中心机架

液冷系统是一种液压回路，通常由与设备中的与热源连接的冷板、系统中的流体循环软管、水泵以及将热量排放到周围环境中的换热器组成。由于空冷系统无法处理新型的、更高热负荷的系统，液冷系统变得越来越普遍，通过长时间的无泄漏可以证明液冷系统的可靠性。CDU是液体系统的核心，其目的提高整体系统效率并降低数据中心的总运行成本。

什么是冷却液分配单元(CDU)？

冷却液分配单元(CDU)是一种能够在机架范围内的数据中心实现更小、更高效、更精确的液体冷却的装置，通常集成了设备中的水。CDU 在次级（冷却应用）侧的机架内的闭环系统中循环冷却液，并在初级（散热）侧利用设施中的水。CDU中的泵、容器、电源、控制板和换热器作为关键部件，过滤器、流量计、压力传感器和其他设备也用于管理CDU和服务器机架的运行。

图2 CDU的原理图

更小、改进的冷却以及CDU的设计灵活性和定制化允许数据中心运营商通过增加机架来提高计算密度。CDU还提供了重新思考数据中心占用空间配置的机会，以最大限度地提高功率密度和能效。

当服务器或机架热负荷超过传统空冷系统所能达到的负荷时，CDU能够以较小的封装提供更高的热性能。集成式中央处理器无需在风冷系统中安装笨重的散热器、风扇托盘和组件，这些部件会造成严重的环境噪音污染并会消耗更多的能源，而CDU能够以更安静的运行和更高效的自然资源利用提高服务器功率密度。

随着组织和个人在全球范围内进一步要求数字化、更强的功能性、更高的速度和服务、更好的连接和电子化，处理和数据存储需求将继续呈指数级增长。为了支持这一全球趋势，数据中心和企业应用程序需要更大、更高效，并且全天候运行，同时提高处理和存储效率。由此将产生企业技术中从未见过的更高的热密度和更高的热负荷。数据中心将需要快速调整其热量管理策略，以适应快速变化的环境和不断增加的热量。液冷系统和CDU将在这些新战略中发挥重要作用。

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取个名噶那 Lv4 2021-09-16

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