为提高计算密度而保持工作温度的追求,使企业从空气冷却过渡到液体冷却,本文将评估这两种方法。
数据中心继续将更多的计算能力整合到更小的空间中,以整合工作负载并容纳处理密集型应用程序,例如人工智能和高级分析。其结果是,每个机架消耗更多的能量并产生更多的热量,从而对冷却系统施加更大的压力,以确保安全和高效的运行。
过去,当机架功率要求远低于20千瓦时,数据中心可以依靠空气冷却来维持安全的工作温度。但是如今的高性能机架很容易超过20千瓦、30k千瓦或更多。这在很大程度上是因为这些机架中的计算系统配置了CPU和GPU,其热功率密度比前几代产品高得多。虽然一些空气冷却系统可以支持需要超过20千瓦的机架,但它们效率低且维护复杂,导致很多企业开始采用液体冷却技术。
在讨论液体冷却技术与空气冷却技术时,需要考虑许多因素。以下将介绍这两种主要类型的数据中心冷却方法,比较它们的优缺点,然后讨论在两者之间进行选择时要考虑的因素。
什么是风冷?
数据中心自从出现以来一直在使用空气冷却技术,并继续广泛使用。尽管该技术多年来不断发展,冷却系统的效率越来越高,但基本概念保持不变。冷空气被吹过或在硬件周围循环,通过将较热的空气与较冷的空气交换来散发热量。
空气冷却系统之间的主要区别在于它们如何控制气流。这些系统通常分为三种类型:基于机房、基于行和基于机架。
基于机房的冷却系统使用机房空调将冷空气推入机房。空气可能在整个房间内循环,或通过设备附近的活动地板排出。现在,许多基于房间的系统都采用了冷热通道配置,以更好地控制气流并冷却设备,从而有助于节约能源,并降低成本。该配置还可能使用某种形式的遏制来更好地将热通道和冷通道彼此隔离。
热通道和冷通道使数据中心能够更好地控制气流并冷却设备。
基于行的冷却比基于房间的系统更具针对性。每排都包含专用冷却单元,可将气流集中在特定设备上。有时称为行内冷却,基于行的方法提高了冷却效率,并减少了引导气流所需的风扇功率,有助于降低能源使用和成本。基于行的冷却能够以不同的方式实现,例如将冷却单元放置在服务器机架之间或将它们安装在头顶上。
基于机架的系统更进一步,将冷却单元专用于特定的机架,与其他空气冷却方法相比,可以实现了更高的精度和效率。冷却单元通常安装在这些机架之上或之内。通过这种方式,可以配置冷却能力以满足机架的特定要求,从而实现更可预测的性能和成本。然而,基于机架的系统需要更多的冷却单元,并增加整体复杂性。