在绿色节能领域,从基础材料、散热液体工作质量、不同类型液体冷却技术等基础能力不断积累和研究,创造了完整的液体冷却技术能力,提供从机房到机柜到单个服务器的全栈液体冷却方案,实现极低PUE低于1.10。
服务器散热技术的发展大致可分为三个阶段: (1)1965年至2000年是技术萌芽期:服务器散热技术出现在国外,但发展缓慢,这是因为大型计算机和服务器的发展刚刚起步,服务器散热主要借鉴个人计算机散热技术,主要是传统风冷技术,也出现了液冷技术,主要是电子元件浸入无导电冷却液中,由于当时材料技术的发展,散热器制造成本高。 (2)2001年至2009年是技术成熟期:随着互联网时代的到来,服务器散热要求越来越高,除了改进传统风冷技术和液体冷却技术外,还有风扇控制智能控制技术,随着材料技术的发展,散热器制造成本也降低。 (3)2010年是一个快速发展时期:随着云计算的发展,建立了更多的数据中心,越来越多的服务器需要在有限的空间内布局,散热问题成为数据中心需要解决的头号问题。此时,智能控制技术已成为研究的,新散热材料的出现也给散热领域带来了新的活力。
风冷散热 简单来说,风冷散热的原理是引导风向,将冷风吹入加热元件,或将加热元件抽出。常见的技术有风扇和导风罩。前者可以使用排气扇或吹风扇,后者可以根据特定的风道引导风向,在散热过程中产生特定的气流方向。 其代表方式有: 1.在服务器主板上安装大量冷却设备,通过冷却设备将主板上的电子元件产生热量,然后在服务器机柜下安装大量风扇,通过风扇产生的气流带走热量,达到散热效果。 2.将导风罩放置在服务器主板的电子元件上,前端与风扇组连接产生进风口,后端设置在主板后端,减小出风口管径,产生对流区。同时,分割部件分割对流区,隔离部件、密封部件和分割部件形成的区域为相应的风道,热电子元件位于风道内,产生的热量通过风道内的气流带走,达到散热效果。
依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热,前者常见的是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式,可以分为风冷、热管、液冷、半导体制冷和压缩机制冷等等。 风冷散热是常见的,而且非常简单,就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低、安装简单等优点,但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。
当热量传到散热器的顶部后,就需要尽快地将传来的热量散发到周边环境中去,对风冷散热器而言就是要与周围的空气进行热交换。这时,热量是在两种不同介质间传递,所依循的公式为Q=α X A X ΔT,其中ΔT为两种介质间的温差,即散热器与周围环境空气的温度差;而α为流体的导热系数,在散热片材质和空气成分确定后,它就是一个固定值;其中重要的A是散热片和空气的接触面积,在其他条件不变的前提下,如散热器的体积一般都会有所限制,机箱内的空间有限,过大会加大安装的难度,而通过改变散热器的形状,增大其与空气的接触面积,增加热交换面积,是提高散热效率的有效手段。要实现这一点,一般通过用鳍片式设计辅以表面粗糙化或螺纹等办法来增大表面积。
在考虑了铜和铝这两种材质各自的缺点后,市场部分散热器往往采用铜铝结合制造工艺,这些散热片通常都采用铜金属底座,而散热鳍片则采用铝合金。当然,除了铜底,也有散热片使用铜柱等方法,也是相同的原理。凭借较高的导热系数,铜制底面可以快速吸收CPU释放的热量;铝制鳍片可以借助复杂的工艺手段制成有利于散热的形状,并提供较大的储热空间并快速释放,这在各方面找到了的一个均衡点。