浅谈数据中心冷却技术的发展

在数据中心早期的时候，并没有专用的精密空调，更没有统一的标准，只是采用民用大功率空调，这种空调主要是为人而设计，并不适合在数据中心的环境使用，与机房专用空调相比，在恒温，恒湿、除尘等环境中均达不到要求。当然了，发展初期的受限太多，又不得不用。

在上世纪70年代，机房专用的精密空调出现，才可以有效保障数据中心的恒温恒湿的环境。除尘方面采用新风系统和机房正压除尘，从而满足数据中心保持适度恒定，良好的空气洁净度、具备远程监控等要求。

2000年以后，随着互联网的快速发展，信息传递的越来越频繁，产生的数据量和计算量越来越多，人们对精密空调系统的高可用性提出了更高的要求，在设计中，可用性、绿色节能、动态冷却成为了新的主要的发展方向。

上世纪60年代，水冷开始被运用到大型计算机主机和高性能个人计算机中。早期，因为数据中心的热负荷较低，风冷的成本比水冷低，所以当时主要使用的还是风冷。但随着设备的不断增加，服务器越发密集，发现风冷已经不能满足要求，水冷渐渐登上舞台，因为在热传导方面，水比空气的效果好，就测算，用于冷却时，水的效率是空气的3500倍。于是，IBM研究人员开发出直射式散热技术，这是水冷技术的一种新突破，在一个密闭的系统中将水直接喷射至芯片背板，并随后将吸附芯片热量的水分吸干。这套系统采用了多达5万个喷嘴和一个复杂的树状回路结构系统。大约十年前，人们发现将水冷管道通过机架直接接入到服务器上，并配合处理器散热器上的水冷铜座共同发挥作用，这种方式的散热效率比之前更好，再后来，因为水冷能耗低，效率高等特点逐渐也成为了机房冷却的主要方式。

不管是风冷也好，水冷也好，人们对技术的要求总是不满足的，为了数据中心更安全的同时更加绿色节能，为了应对未来大数据时代，数据中心对于高密度的需求，一种新的制冷技术应运而生，那就是将服务器直接浸入绝缘性液体运行的浸没液冷技术。

目前，国内外的得很多厂商对于浸没液冷技术都进行了研究。取得的成果也不少，例如，IBM公司具有30多项机架式浸没液冷专利。美国的GRC开发了高沸点单相浸没的碳氢溶剂制冷系统。3M公司从2009年倡导使用低沸点氯化液的两相式蒸发浸没冷却系统。日本利用3M公司一种高沸点氯化液FC43开发的单相浸没超算系统。我国曙光公司从2012年开始对液冷服务器技术进行了探索和研究。

虽说这项技术的成本高，但发展的前景还是非常可观的。近几年，国内数据中心的建设如火如荼，并且数据中心正在向大型和超大型方面发展，液冷将会更好的发挥其技术优势。