液冷服务器,是指液体注入服务器,通过冷热交换带走服务器的散热的一种服务器。从服务器物理形态上区分有:冷板式液冷服务器、全浸没式液冷服务器。 [1-2]
冷板式液冷技术,即利用工作流体作为中间热量传输的媒介,将热量由热区传递到远处再进行冷却。在该技术中,工作液体与被冷却对象分离,工作液体不与电子器件直接接触,而是通过液冷板等热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中,因此冷板式液冷技术又称为间接液冷技术。该技术将冷却剂直接导向热源,同时由于液体比空气的比热大,散热速度远远大于空气,因此制冷效率远风冷散热,每单位体积所传输的热量即散热达1000倍,可有效解决高密度服务器的散热问题,降低冷却系统能耗并降低噪声。 [1] [4]
浸没式相变液冷服务器,在浸没式液体相变冷却系统中,将服务器主板、CPU、内存等发热量大的元器件完全浸没在冷媒中,在工作状态下,各发热部件会产生热量,引起冷媒温升。当冷媒温度升高到系统压力所对应的沸点,冷媒工质发生相变,从液态变化为气态,通过汽化热吸收热量实现热量的转移,这种通过冷媒吸收热量冷却的技术即相变液冷技术。浸没式相变液冷技术利用液体相变将热量直接带走,减少了传热过程的热阻,相比冷板式液冷,浸没式液冷技术具有更高的传热效率,是液冷之中节能、的新兴制冷模式。 [2] [5]
“传统服务器利用空气带走机箱内发热元件发出的热量,冷却能耗高、噪音大、设备密度低。”中科曙光数据中心产品事业部总经理说,“风冷所不能解决的高能耗、低性能的问题,用液冷技术却可以得到显著的改善。” [3]
浸没式液冷服务器特点:
①节能性更加:冷媒与发热器件直接接触,换热效率更高,且可实现全面自然冷却,系统PUE<1.05。
②器件散热更加均匀:采用全浸没方式,服务器内部温度场更加均匀,器件可靠性更有保障。
③无泄漏风险:采用绝缘、环保的冷却液体,即使发生泄露对基础设施硬件和外界环境均无任何风险。
④噪声更低:服务器全部元器件均可通过液冷方式散热,内部实现无风扇设计,满载运行噪音<45dB。
⑤功率密度大幅提升:单机柜功率密度可达60kW以上。
液冷还有一个很重要的好处就是液体的热容量大,温升慢,有利于计算机在出现突发事件时确保不会瞬间烧毁CPU。
从开机后,温度缓慢上升,而风冷的温度是很快上升到一个稳定值,而在CPU有大型运算等突发事件时,尖峰可能会瞬间突破CPU的温度上限。而液冷则可以将这个尖峰很好的过滤掉,CPU的安全。
水冷散热与风冷散热其本质是相同的,只是水冷利用循环液将CPU的热量从水冷块中搬运到换热器上再散发出去,代替了风冷散热的均质金属或者热管,其中的换热器部分又几乎是风冷散热器的翻版。
水冷散热系统大的特点有两个:均衡CPU的热量和低噪声工作。由于水的比热容超大,因此能够吸收大量的热量而保持温度不会明显的变化,水冷系统中CPU的温度能够得到好的控制,突发的操作都不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化,由于换热器的表面积很大,所以只需要低转速的风扇对其进行散热就能起到不错的效果,因此水冷大多搭配转速较低的风扇,此外,水泵的工作噪声一般也不会很明显,这样整体的散热系统与风冷系统相比就非常的安静了。
水冷这种昂贵而复杂的散热方式对于PC来说是强的可操作型散热器(液氮等制冷方式无法付诸于实际使用),具有探索精神的超频玩家几年前就已经开始使用它创造超频极限纪录,产品本身也从早期的自制型转变到由厂商设计定型批量生产,并且进入零售渠道销售。