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“分而治之”浅谈数据中心双通道散热
作者:admin    发布于:2019-06-01    文字:【】【】【
跟着企业数字化转型速度的加速,传统企业逐步开始习惯云服务。据相关数据显现,2018年下半年,占比最大的IaaS(基础设施即服务)商场同比增加88.4%。全年商场规划(IaaS/PaaS/SaaS)首次 突破70亿美元大关。这就使得作为云服务载体的数据中心开展也随之水涨船高。 除此之外,很多政企出于自身需求,也在不断建造自用数据中心。据统计,现在全国公共组织数据中心现已超过4万个。尽管这些数据中心关于社会经济的开展奉献极大,但其发生的能耗问题也令人 侧目。现在,数据中心用电量占公共组织总用电量的比例现已达到8%左右,而中央国家机关数据中心用电量占比更是高达30%。 尽管耗电如此弥巨,但数据中心自身对所在地的税收奉献微乎其微。同时在运营方来看,耗电量占其数据中心全体运营本钱的比重也并不很大,所以改造或者应用新技能去节约能源的动力缺乏。这就 使得北,上,广,深等一线城市只能不断对数据中心加码严控。 在这种背景下,如何下降能耗,就成为了数据中心建造和运营方不得不考虑的问题。

众所周知,空调体系是现在数据中心能耗的大户。尤其是关于夏天的南边各省来说尤甚。现在尽管液冷技能经过多 年的开展现已取得了长足进步,但本钱制约要素很大,在相同规划下,传统的液冷在建造本钱比选用气冷方法的数据中心要高出15%-20%。何况全浸式液冷,还需求对建造场所的承重有较高要求。再 加上需求专业团队进行长期运维,所以很难在近两年内构成优势。

笔者从前走访过南边很多数据中心,尽管有少部分应用了一定的水冷技能,但首要还是以风冷为主。这些数据中心在机房内部密闭的空间里,经过冷风将服务器发出出来的热量带走。这种制冷方法的 长处在于建造本钱很低,但缺陷是建造周期长,且能耗极高。 日前,笔者参观了中国移动南边基地,在这儿见到了一种选用“热管水冷+空调/天然气冷”为核心技能的双通道散热体系。

该体系“分而治之”的思路,或许能为我们下降数据中心能耗带来一些不 错的启示。 1 中国移动南边基地内,应用双通道散热技能的微模块数据中心 现在数据中心从散热通道上来说,有单通道和双通道之分。前者是经过一种换热介质对IT设备进行冷却,这儿面包含有单通道的气冷和液冷两种形式。但双通道的散热技能,则包含热管水冷、热管液 冷、直接水冷。其特点是结合数据中心IT设备的热场特征,液冷通道对高暖流密度元件进行精准散热,带走绝大部分热量,气冷通道对低暖流密度元件进行高效散热,带走剩下热量。

比方CPU还有其 他的高发热、高暖流密度元件能够选用这种精准的形式经过液冷散热。至于低暖流密度的设备,则能够选用气冷形式,运用传统空调或者天然水进行散热。 2 图为现在中国移动第二代双通道散热技能的作业流程图 和传统的气冷,浸没式液冷比较。这种散热技能在液冷通道选用“热管水冷”,在气冷通道选用“空调/天然气冷”;供电方面则是市电直接供应到服务器。和传统市电先到UPS,再到设备的方法相 比,能有用消除转化损耗。除此之外,因为省去了冷水主机和50%的供电备份设备,同时功率密度进步后也相应下降了土建的支出,所以这种双通道散热技能的数据中心在建造本钱方面,和现在选用 传统气冷方法的数据中心根本适当。 笔者注意到,在中国移动的机房内部,这种散热方法十分精妙。简略来说,就是用两根中空的散热铜管(热管),一端接在需求散热的元器件上方,另一端则接驳到服务器边际的水冷板换热器处,当 液体流经水冷板时会将发出的热量带走,然后经过换热器(板式换热器)进入冷却塔并进行循环,水冷板与板式换热器之间的水源也并无太高要求。运用中水即可。 3 图为服务器内部的液冷器件“热管水冷模块”,结构十分简略 至于那些低暖流密度元件,则仍然选用风冷。尽管并未彻底摆脱空调,但由于首要热量现已被液冷体系带走,所以只需求很少的电力保持空调运转即可。而且,在该技能的第二代方案中,连气冷通道 都取消了压缩机,全体散热体系能耗十分低,只需低容量的EPS即可在市电中断时保持散热才能,无需传统散热技能常用的大型蓄冷罐。 据中国移动南边基地的丘文博工程师介绍,液/气双通道散热技能由“工信部工业转型升级绿色制作项目”支持,经工信部组织的7位院士鉴定,达到世界领先水平。

该技能可应用于各种类型数据中 心,选址具有普适性。在作用方面,应用第一代双通道散热技能的数据中心,即使在高温高湿地区,也可完成PUE<1.2、单机架容量高达30kW、CPU内核温度≤54℃的不俗作用。同时,和第一代不同的 是,中国移动正在测试的第二代技能,甚至能够直接利用天然冷却水,经过单体机柜封闭气流循环,完成“水/气换热”,将机柜内部的硬盘,内存等低暖流密度元件发热量带走,全体PUE能够下降到 1.1以下。 政府和业界对数据中心节能越来越注重,节能技能的开展也在加速,液冷技能将逐步成为主流。现在对新技能的点评首要有能源利用率、资源利用率、安全可靠性、经济性、运维便利性、环境影响等 维度。选用这种双通道散热技能的数据中心节能作用显著,资源利用率高,出资本钱更低,更安全可靠。很适合新建数据中心,或者是具备改造条件的老旧数据中心。甚至在未来5G年代边际数据中心 大行其道今后,这种双通道散热方法也会有其不错的商场空间。