服务器沉浸冷却应用   04/08/2021

或者您多少也听过什么是摩尔定律，就是晶片生产大厂英特尔(Intel)提出，每18个月晶片效能提高一倍的观测。目前电脑晶片的晶体管宽度，已达致原子级的物理极限，摩尔定律已经放缓。为了保持晶片效能的提升，目前业界需要增加运算核心的数量。

但随着运算核心数目增加，功耗水平亦不断提高，每个晶片的功率由150W增加到300W，产生的热力也越来越高，而数据中心的服务器所产生的功耗和热力都令信息工程师们非常头痛。2018年中国数据中心总用电量达到1608.89亿千瓦，占中国全社会用电量的2.35%，超过上海市2018年全社会用电量。而电费支出亦占数量中心营运支出的60%以上。因此，服务器的冷却技术也必须日新月异。

微软早前亦进行了一项全新的冷却技术试验，将数十台刀片型服务器架设在注满一种名为「沸腾液体」特制液体的水槽内。这种「沸腾液体」是3M专门针对服务器冷却而开发的不导电氟化液，其沸点十分低，只有摄氏50度，而且对电子部件无伤害性，可以通过热传导方式将服务器冷却，其后再通过磁力泵将热力转移，可以减少功耗达5%-15%。




服务器冷却方式大致可分为风冷和液冷两大类，而液冷方式亦有细分冷板液冷(间接液冷)、对流方式、和上面提及「沸腾液体」的沉浸式液冷。不过对于大型数据中心而言，沉浸式液冷方式有着更多的优势:
节省约70%空间
节省约30%电力消耗
降低故障率
完全静音化

采用液冷方式，大大提高服务器布局密度，20台服务器机柜只需要配备3-4套冷却液槽，省却大量风冷散热空间，而且只需要小规模电源和一般民用空调设备即可。液冷方式的制冷效率更比风冷方式高出1000倍，有着绝缘性强、对人体和环境无害、稳定性强等众多优点。


应用实例


将整服务器浸泡在电子氟化液(沸腾液体)槽之中，通过磁力泵循环氟化液带走服务器的热量。

MP系列
应用温度：-80°C～150°C
最大扬程：120ｍ
最大流量：1,300 L/min
电机功率: 0.09～15kW
材质：SUS304/SUS316
轴承: SiC/SiC-D
密封圈: PTFE，EPDM


目前易威奇三和金属泵头磁力泵，占据日本国内浸没式液冷服务器氟化液循环泵100%的市场占有率。

易威奇三和金属磁力泵的特点:
磁力驱动构造
完全无泄漏，避免引发二次电气灾害。液体温度亦不受电机散热影响。
不锈钢金属材质泵头
持久耐用，可避免因与氟化液长时间接触被腐蚀，防止静电对绝缘系统的破坏。
金刚石表面处理碳化硅轴承(SiC-D)
高硬度低磨耗，及高润滑性，可半永久使用，无需定期更换。

受5G、人工智能、大数据、云计算、移动互联网技术发展、工业互联网、超高清视频、VR/AR场景应用的推动，数据中心的需求与日俱增。单单在2020年，已经有5个超大型数据中心落户广东惠州，联合国首个数据中心亦选址中国杭州，增速远高于全球市场。


风冷方式已经完全无法满足当下数据中心的制冷要求，高效率沉浸式液冷技术亦已经趋向成熟，以目前高计算率和高功耗数量中心而言，节能和占用空间细小的沉浸式液冷系统可说是需求十分旺盛。顺带一提，上面提及我国数据中心用电量，估计在2023年将激增66%，年增长达10%以上。尽早布局数据中心沉浸式液冷系统，迎接我国数据中心市场的大爆发。

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