如何释放被动式两相液冷的潜力？

在这个云计算、人工智能和联网设备的数字时代，数据中心面临着前所未有的挑战。新的数据中心基础设施和现有传统设施的升级正在加速。数据中心目前消耗的电能约占全球的1-1.3%，其中制冷占了近40%的能源负荷。这凸显了行业如何防止IT设备过热的变革措施的紧迫性，尤其是在数据中心需求持续激增的情况下。

数据中心冷却一直是一个要求很高的问题，但今天这个行业正在见证一个重大的转变。下一代高性能处理器正在挑战传统的散热方式，因为它们的功耗增加，比十年前的上一代发出的热量高出3.5倍。

由于机柜的体积热容量较低，其功率密度越来越超过空气冷却能力，因此包括计算机房空调在内的空气冷却方法受到限制。为了解决这个问题，数据中心可以考虑减少服务器数量，但这种方法可能会导致经济效益不佳。相反，该行业正在目睹机架功率飙升至50kW，并且未来几年可能会继续达到100kW甚至更高。

因此，仅使用空气冷却方法的数据中心将面临巨大挑战，难以满足社会日益增长的数据需求。液体冷却将发挥关键作用，而被动式两相液体冷却正成为一个颇具吸引力的前景。

液体冷却方法

新的数据中心正在采用更靠近IT设备的液冷技术，而传统数据中心则在寻求经济的方式来集成液冷，以运行最新的IT设备，而无需进行重大的基础设施改造。在选择正确的液冷实施方案之前，需要考虑几个因素。

间接液体冷却仍然依赖于服务器级别的空气冷却，但将空气-液体热交换器或液冷行内空调装置带到机架附近，以消散IT设备产生的热量。此类系统可以使用单相流的水或在传热过程中蒸发的介电流体。这些液体系统可以提供更好的冷却效果以及与现有数据中心的兼容性。然而，在服务器级别，由于继续使用传统的空气冷却散热器，它们受到限制。要实现更好的性能，需要更大、更复杂的散热器设计和相对昂贵的鼓风机或风扇，以在可接受的噪音范围内改善气流管理。

直接芯片冷却可以采用两种不同的方式实现。首先，单相水冷采用泵将水流输送到连接到高功率服务器组件的冷板。与空气冷却一样，水温随着吸收组件的热量而升高，这与性能和流速密切相关。其次，双相制冷剂冷却采用泵送的液体冷却剂流入冷板，在接近恒定的温度下沸腾吸收热量。

从每个冷板流出的液体/蒸汽混合物被输送到冷却剂分配单元，然后冷凝回液体。这两种实现方式仍然依靠空气冷却来解决低功率组件产生的热量，并且需要复杂的主动控制，这可能会因使用泵而引起可靠性问题。

浸入式冷却将IT设备浸没在以泵送单相或被动双相模式运行的介电流体中。虽然这种方法对于新数据中心很有吸引力，但它在现有设施中面临着重大挑战。它很难与现有基础设施集成，并且会带来空间限制、可维护性和成本问题，因此对于现有数据中心来说效率低得多。

冷却技术的新进入者

市场显然需要突破性的技术，以便在数据中心行业快节奏、高可靠性的环境中实现能源效率、成本节约和长期可扩展性。这就是被动式两相液体冷却的用武之地。

这种闭环液体冷却技术采用高性能冷板蒸发器和冷凝器，确保由处理器本身的热量驱动的自然流动循环。它可实现可持续运行和高机架密度，同时确保灵活性、可维护性和可靠性。

该解决方案无需泵送、无需水、可自行调节且易于维护，由于复杂性较低且使用一系列经济高效的介电冷却剂，因此几乎无需维护。总体运营费用的减少是显而易见的，并且正在吸引业界通过在现有或新的数据中心添加液冷机架（与传统的风冷机架一起）来提高数据中心效率。

随着行业正站在新数字时代的风口浪尖，这项突破性的被动式两相液体冷却技术不仅有望彻底改变数据中心的效率，而且还为其他行业领导者树立了先例，为每个人创造更具创新性和可持续性的数字未来。随着数据中心利益相关者探索不同的冷却方法，许多人现在正转向被动式两相液体冷却，以推动计算创新的新时代。未来是被动冷却的时代。

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