什么是浸没式液冷？服务器用它降温有什么好处？

液冷散热是指通过液体来替代空气，把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走。那么浸没式液冷就是利用冷却液，将一排排的服务器等浸泡在绝缘冷却液里，更好的达到保护电子元器件低温运行的效果，也能更好地提升服务器的使用寿命。

一、数据中心与降温技术的演变

作为数据中心的自带命题，降温技术一直伴随着数据中心的发展阶段而不断升级。从阶段来看，两者的发展共同经历了四个阶段：

1.在大型计算机机房时代，当时在降温方面的技术和经验，都处于比较低的水平。既缺乏精密的温度控制，也缺乏有效的防尘手段，起步阶段嘛，可以理解。

2.在塔式服务器机房时代，开始有恒温恒湿的专用空调设备出现在机房中，并且有了新风系统和机房正压防灰尘。在数据处理和计算能力上都迈上了新台阶。

3.在机架式服务器机房时代，已经广泛使用恒温恒湿的专用空调和初步的气流组织管理。这时的降温技术更加成熟，统一化、标准化管理能力也变得更好。

4.在数据中心演变为云计算中心时代，高密度服务器、超大规模IDC成为主流。这一阶段的降温技术上，列间空调已经广泛使用，并且出现了精细的气流组织管理。

数据中心的发展与降温技术息息相关，两者相互促进，每一个阶段的数据中心，都要与之相匹配的降温技术。

二、对比比较

风冷散热与液冷散热对比

传统的风冷散热：通过散热器将CPU发出的热量转移至散热器块，然后通过风扇将热气吹走。因此还需要空调给环境降温。

液冷散热：指通过液体来替代空气，把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走

液冷散热运行相比于风冷散热更安静（没有风扇产生的噪音）；同体积液体比同体积空气带走的热量更多，导热更强，也就是降温效率更高；功耗也更低；而且采用液冷技术后，还可减少空调机的投入，节省空间。但液冷散热的成本高，维护比较困难。

目前市场中主要有两种形态的液冷服务器，一种是浸没式液冷服务器；第二种是板式液冷服务器。

冷板式液冷与浸没式液冷对比

冷板式液冷：发热量最大的部件CPU不直接与散热液体接触，而是通过将液体灌输在传导设备中，CPU端与液体传导设备贴在一起，热量通过传导设备带走，从而达到散热效果。

浸没式液冷：将发热器件浸没于液体中，通过直接接触进行热交换来降温。

目前全球采用冷板式散热方式的相对多一些，因为该技术对比浸没式液冷服务器要解决的工业难题、成本都更低一些。但浸没式液冷技术能在服务器架构上带来颠覆式改变， 对数据中心来说，冷板式液冷技术更多的是一种过渡技术，浸没液冷才是未来，因为它能以“釜底抽薪”的方式达到更好的降温效果。

三、液冷技术相关

冷却液的类型介绍：  

液冷分类为了水冷和其他介质冷却，可用的其他介质包括、矿物油、电子氟化液等

1.水：比热容大，无污染但并非绝缘体，只能应用于非直接接触型液冷技术中。

2.矿物油：是一种价格相对低廉的绝缘冷却液，单相矿物油无味无毒不易挥发，是一种环境友好型介质，但矿物油粘性较高，比较容易残留，特定条件下有燃烧的风险。

3.氟化液：由于具有绝缘且不燃的惰性特点，不会对设备造成任何影响，是目前应用最广泛的浸没式冷却液。

按照冷却原理，又将液冷分为了冷板式液冷（间接式冷却）和浸没式液冷（直接式冷却）两种系统模式，上面已经做过对比。

综合来说，浸没液冷大幅降低传热温差，利用浸没式液冷整个数据中心的生态和运算能力都能得到良好优化，也更有助于提高高密度运算性能，计算密度和性能能实现新的突破。

冷服务器是一款具备综合性能更稳定、部署环境更绿色、能源损耗更低、几乎无噪音等超多优点的新型高效节能产品。

液冷服务器是一种通过冷热交换带走服务器热量的服务器。从服务器的物理形式来看，有冷板式液冷服务器和全浸没式液冷服务器。其中，冷板式液冷服务器以工作流体作为中间传热的介质，将热量从热区传递到远处再进行冷却；全浸没式液冷服务器在浸没式液体相变冷却系统中，当冷媒温度上升到系统压力对应的沸点时，通过汽化热吸收热量实现热量的转移。

液冷服务器的优势：

散热更好

与风冷技术相比，相同体积的液冷服务器带走的热量是相同体积的三千多倍。比风冷散热效果更好。

导热效果更好

大家都知道液体的传热效果更好，是空气的 25 倍，温度传递效果更快更好。在挑战服务器处理器极限上更有优势，对于服务器处理频率要求高的用户来说更是一个好消息。

噪音更小

在相同的散热水平下，液冷方式的噪音比风扇小很多。完全不用担心噪音，运维人员也可以在安静的环境下工作。

更节能

在节能方面，液冷服务器相比风冷可以节能30%左右。这和我们今天提倡的节能环保的主题是一致的，绿色数据中心也是未来数据中心的发展方向。

冷板式液冷服务器

冷板式液冷服务器主要由换热冷板、热交换单元和循环管路、冷源等部件构成。通过将热量传递给循环管道中的冷却液体，再由液体本身的制冷特性将服务器产生的热量带走，提高冷板的冷却效率，大幅度降低数据中心的能耗。

其中冷板和冷源是散热能力的关键，冷板材质一般由高导热系数的材料构成，使得冷板表面接近等温，带走大量的集中热量。而冷源需要与与升温后的冷却液进行间接接触，通过带走冷却液的热量进行降温，使冷却液以低温状态进入芯片模块，进而进入散热循环。

浸没式液冷服务器

浸没式液冷服务器是通过浸没发热器件，使得器件与液体直接接触，进而进行热交换。因此冷却液为数据中心的换热介质，必须具有高绝缘、低黏度以及超强的兼容特性，是浸没式液冷技术的主要媒介。主板芯片等发热器件表面的散热性能在很大程度上影响介质沸腾的换热强度，若芯片表面光滑，则液体的散热效率更高。市场上常采用安装散热罩的方式，增大芯片的散热面积，从而提高散热效率，降低损耗率。

从以上分析不难看出二者区别，冷板式液冷技术在可维护性、空间利用率、兼容性方面具有较强的应用优势；但在成本方面，由于其单独定制冷板装置的原因，导致技术应用的成本相对较高。浸没式液冷技术虽然器件的可维护性和兼容性较差，但空间利用率与可循环方面具有较好的表现，符合碳排放标准和节能环保的理念。

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