數(shù)據(jù)中心及液冷技術(shù)介紹

數(shù)據(jù)中心作為5G、人工智能、云計算等新一代信息技術(shù)的重要載體，已成為數(shù)字經(jīng)濟時代的基石。我國數(shù)字經(jīng)濟進入深化應用、規(guī)范發(fā)展、普惠共享的新階段，AI、智算等技術(shù)快速發(fā)展，對高密度算力的需求不斷提升，傳統(tǒng)的風冷散熱方式已逐漸無法滿足需求，液冷散熱技術(shù)應運而生。同時，在“雙碳”目標下，政府部門對數(shù)據(jù)中心的PUE（電能利用效率）提出了更高的要求，不斷推出多項政策鼓勵液冷技術(shù)的應用。

浸沒式液冷技術(shù)

液冷技術(shù)依據(jù)冷卻液與發(fā)熱組件接觸方式的不同，主要分為間接液冷和直接液冷兩大類。間接液冷主要為冷板式液冷，而直接液冷則有浸沒式液冷和噴淋式液冷兩種。

三種液冷方式的對比

在以上三種液冷方式中，浸沒式液冷具有最高的傳熱效率，能夠有效避免局部熱點，是目前解決高性能計算環(huán)境中散熱問題的最有效技術(shù)手段。

浸沒式液冷發(fā)展重要節(jié)點

1967年

浸沒式液冷的研究正式開啟。

2011年

國內(nèi)開始正式探索浸沒式液冷技術(shù)。

2015年

英特爾與阿里云開始在浸沒式液冷技術(shù)領(lǐng)域開展廣泛合作，協(xié)同開發(fā)浸沒式液冷服務(wù)器，并在材料兼容性、芯片電氣特性、服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及產(chǎn)業(yè)鏈拓展等方面獲得了巨大成功。

2017年

阿里巴巴研發(fā)的單相浸沒式液冷“麒麟”服務(wù)器首次露面。

2020年

全球規(guī)模最大的全浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心——阿里巴巴浙江云計算仁和數(shù)據(jù)中心正式投入運營。

今年，英特爾發(fā)布了新一代數(shù)據(jù)中心液冷解決方案——G-Flow浸沒式液冷，旨在提高冷卻效率、系統(tǒng)穩(wěn)定性和易操作性，同時減少環(huán)境影響。國內(nèi)浪潮、寧暢、超聚變、新華三和曙光數(shù)創(chuàng)等企業(yè)也都在浸沒式液冷方面有了多年的技術(shù)積累和沉淀。這些項目的成功實施，展示了浸沒式液冷散熱技術(shù)在實際應用中的廣闊前景和卓越效果。

根據(jù)冷卻液在循環(huán)散熱過程中是否發(fā)生相變，浸沒式液冷技術(shù)可以分為單相浸沒式液冷和雙相浸沒式液冷兩種主要類型，工作原理如下圖所示。有專業(yè)人士預測，單相浸沒式液冷未來或?qū)⒊蔀閿?shù)據(jù)中心散熱方式的主流。

單相和雙相浸沒式液冷工作原理示意圖

浸沒式液冷的冷卻液幾乎與系統(tǒng)內(nèi)所有材料接觸。在選擇浸沒式液冷冷卻液時，需全面考慮其粘度和導熱系數(shù)等熱物理性能、易燃性或可燃性、對傳輸信號的影響、絕緣性、材料兼容性、環(huán)境影響、可維護性、長期穩(wěn)定性和清潔度以及成本等因素，以確保綜合性能最優(yōu)。目前浸沒式冷卻液主要分為碳氫及有機硅化合物類和碳氟化合物類，碳氫及碳氟化合物性能對比見下表。

浸沒式液冷冷卻液性能對比

選擇浸沒式液冷系統(tǒng)的冷卻液是一個多方面的決策過程，需要綜合考慮多個因素，以確保系統(tǒng)在性能、可靠性和成本等方面達到最佳平衡。

PAO是精心設(shè)計的合成基礎(chǔ)油，具有優(yōu)良的傳熱、粘度和介電性能，以及在較寬的溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。目前，PAO 已被用于浸沒冷卻相關(guān)的應用中。除了冷卻液，浸沒式液冷系統(tǒng)的核心組成部分還有芯片和IT設(shè)備、機箱、冷卻液分配單元，選擇合適的這些關(guān)鍵部件同樣至關(guān)重要。

展望未來，隨著5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿科技的深入融合與發(fā)展，對高性能計算的需求將持續(xù)增長，浸沒式液冷技術(shù)的應用范圍也將不斷擴大。我們有理由相信，在不久的將來，浸沒式液冷不僅將成為數(shù)據(jù)中心的標準配置，還將拓展到更多領(lǐng)域，進而助力人類社會開啟一個更加智能、綠色的新時代。

南京新化原化學作為這一領(lǐng)域的先行者，正積極研發(fā)和推廣高效、環(huán)保的浸沒式冷卻液，我們愿攜手行業(yè)內(nèi)外伙伴，共同迎接這一變革的到來！歡迎來電垂詢！

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