2023年数据中心存储冷却最新技术

随着物联网、视频、人工智能等不断涌现的数据流，预计到2025年我们每天会生成463艾字节的数据，这一点也不奇怪。

我们访问数据和与数据交互的方式不断变化，并将对数据的处理和存储产生真正的影响。预计在短短几年内，全球数据存储量将超过200ZB，其中一半存储在云端。

这对超大规模数据中心及其存储基础设施提出了独特的挑战。云数据中心选择大容量硬盘驱动器(HDD)来存储90%的EB数据。HDD是经过试验和测试的技术，通常采用3.5英寸外形尺寸。他们继续为数据中心运营商提供经济高效的大规模存储。目前的顶级HDD容量为20TB。到本世纪末，这一数字预计将达到120+ TB，所有这些都是在现有的3.5英寸尺寸下实现的。

这表明需要改进的热冷却解决方案。更多的数据存储意味着更多的磁盘旋转、更高速度的电机、更多的执行器，所有这些都意味着更多的电力使用。随着磁盘功率的增加，它们产生的热量也会增加。其次，在过去十年中，随着氦气被引入硬盘驱动器，性能不仅因磁盘上的阻力减少而得到提高，而且单元现在已被密封。

还需要考虑ESG合规性。由于数据中心消耗的电力占全球电力需求的1%，而冷却电源占数据中心总能耗的35%以上，数据中心所有者面临着减少这种消耗的压力。

冷却技术比较

传统上，数据中心环境使用空气冷却技术。使用空气冷却方法去除热量的主要方法是通过设备机箱引入越来越多的气流。通常，机架后面有一个热通道，机架前面有一个冷通道配置，通过热空气与冷空气交换来散热。空气冷却已被广泛部署并广为人知。它也深深植根于世界上几乎每一个数据中心。然而，随着数据量的发展，空气冷却越来越有可能不再能够为能量密集的it设备确保适当的操作环境。

事实证明，液体冷却等技术是消除IT设备热量的更有效方法。例如，精密液体冷却使少量介电流体在服务器表面循环，几乎100%地消除了电子元件产生的热量。没有性能限制热点，没有前到后的空气冷却，也没有罐解决方案中存在的从下到上的浸泡限制。虽然精密液冷的最初应用是在密封的机箱中冷却服务器组件，但考虑到HDD的功率需求增加，存储设备也是一个理想的应用。

高密度存储需求

对于高密度HDD，传统的空气冷却将空气从前向后拉过系统。在这种环境中，通常会发生的情况是前面的磁盘比后面的磁盘温度低得多。当冷空气进入并穿过JBOD设备时，空气变得更热。这可能会导致设备正面和背面的光盘之间出现20°C或更高的温差，具体取决于硬盘驱动器的容量。

对于任何数据中心运营商来说，一致性是关键。当磁盘前后温度变化近20°C时，驱动器上的磨损不一致，从而导致不可预测的故障。机架高度的差异也是如此，因为较低的设备往往会消耗来自地砖的较冷气流。