摘要
今年夏天，全球范围内高温天气持续，已经严重影响了人们的工作和生活。电力吃紧、工厂停工现象屡屡发生。作为服务器与数据中心液冷领域的研究者与从业者看到这种情况非常揪心，期待液冷技术快速推广，为数据中心领域节能降耗，也为其他领域“省出”更多的电力资源。
高温肆虐，电力吃紧
今年夏天，我国四川遭遇大范围长时间极端高温干旱天气，平均降水量较常年同期偏少51%，主要江河来水量较常年同期偏少二到五成，导致四川水电发电能力不断降低。高温天气预计还将持续，四川面临历史同期最高极端温度、最少降水量、最高电力负荷——“三最”叠加的局面。国网四川省电力公司电力调度控制中心副总工程师周剑说：“目前，猴子岩、长河坝等主力水库已经见底，发电能力持续下降，供需缺口还在持续扩大，这种情况前所未有。”
8月17日，根据国家气候中心消息，我国高温热浪事件综合强度已达1961年以来最强。部分城市气温持续飙升40℃以上且高居不下。伴随着全国多地持续高温，空调的使用频率继续攀升。
世界气象组织秘书长彼得里·塔拉斯说，由于气候变化，新的高温纪录和热浪正变得越来越频繁。据气象组织数据，当前规模和程度的热浪在未来几十年中会越来越频繁，气候变化的负面趋势将至少持续到本世纪60年代。
数据中心能耗连年增长
2020年3月，中央政治局强调加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设力度，各类新型基础设施技术将促进传统产业向网络化、智能化和数字化转型，是中国未来国际竞争力的关键。近几年，云计算、大数据、人工智能、区块链、物联网呈爆发式增长，数据中心建设同国家整体宏观经济和信息化程度呈现出正相关效应。
有关数据显示，2021年，我国数据中心能耗达到2166亿千瓦时，较2020年增加44%，占全国总用电量2.6%，相当于三峡大坝两年的发电量，并且呈逐年上升趋势。同时，2021年全国数据中心年均PUE为1.492，有些数据中心平均PUE大于2.2，部分高耗能数据中心PUE高达3.0以上，能源利用效率亟待提升。
数据中心耗能主要分为三大部分：IT设备和软件、供配电系统、制冷系统。制冷系统能耗占比40.2%，是数据中心节能发展的主要方向。
工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划》明确提出，2023年底新建大型及以上数据中心PUE要降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下，给未来数据中心的能耗优化提出了更加严苛的标准与要求
液冷数据中心大势所趋
液冷技术是对服务器和数据中心基础设施的一种革命性创新。液冷数据中心的PUE值一般都能降低到1.04以下。市场上也有一些厂家可以将服务器热量回收利用，那么综合测算下来，液冷数据中心等PUE值将降到1.0以下。这对数据中心领域来说称得上颠覆性变革。
**液冷相比传统风冷有很多优势：1、部件级制冷，换热效率高。**液冷通过使用液体作为热量传输媒介，为发热部件进行换热，进而带走热量，并非像风冷那样间接通过空气制冷。
**2、冷却液比热容大、热传导效果好。**液体传导热能效果更好，热传导效率是空气的25倍，温度传递效果更快、更优。同时，由于液体的比热容大，在吸收大量的热量后自身温度不会产生明显变化，故而能够稳定CPU等发热部件的温度。
**3、冷媒直接散热，无需空调系统。**数据中心采用液冷技术后，热量通过冷却液带走。不再需要目前风冷数据中心的空调系统。也不需要服务器本身自带的风扇系统。
**4、热能重复利用，节能降耗。**液冷数据中心年均PUE值降到1.04以下，目前大部分液冷数据中心PUE值可以达到1.02。还有一些数据中心将热能直接回收利用，准确计算下来PUE值将会下降到1.0以下。
**5、服务器性能高、稳定性更高。**液冷环境下，服务器散热效率更高，服务器更好地发挥自身的性能，甚至有些还可以超频应用。当服务器计算单元在一个相对低的环境中运行，服务器的运行稳定程度也将更高。相比传统风冷内部积尘、静电，液冷不存在这些问题，全系统运行更加稳定。
小结
液冷技术已经有近20年的研究历史。自2008年，IBM第一次发布油冷超级计算机Power575以来，标志着开启了服务器液冷时代。随后2009年，Intel推出矿物油浸没散热系统。国内方面，中科曙光从2011年开始了探索和研究。2013年完成首台冷板式液冷服务器原理机和首台浸没式液冷原理验证。随后，华为、浪潮、联想和阿里开始逐步在液冷领域进行了一些探索和实践。
但由于传统服务器对使用寿命和安全性要求高，所以一直没有大面积的应用。伴随着全球高温、能源和电力资源紧张，相信液冷技术一定会越来越受到大家的关注和青睐。格劳瑞自2019年开始涉足液冷技术研究。后续，格劳瑞将陆续发布近几年的研究成果和行业实践。欢迎大家持续关注。
作者：格劳瑞。首发于微信公众号「清链学堂在线」，原文链接。转载请注明出处。 Markdown 版本