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快速连接器在液体冷却中的作用

2014-10-23 10:18
汉水狂客
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  使用液体冷却技术来降低电子产品产生热量的应用十分广泛,包括游戏机、超级计算机和医疗设备。但在当今的数据中心行业中最受认同的技术是,服务器制造商开始转向液体冷却技术,以实现经济且有效的热管理。尤其是快速连接器在冷却系统性能和可靠性方面发挥了不可或缺的作用。

  长久以来,形成经济有效的安全冷却系统来消除余热,对数据中心来说是个日益严重的问题。过去的十年里,由于服务器机架的功率密度上升,服务器消耗的能量也急剧上升。十年前,单个服务器机架消耗的功率是250W到1.5kW,如今的机架消耗的功率是10kW左右。接下来的十年里,预计功耗将达到50kW。而且,据估计,2020年,数据中心行业产生的CO2将会与航空业产生的量持平。

  传统意义上,数据中心利用空气散热。但是,使冷气通过服务器支架来消除热量的办法效率低而且成本高。百分之六十的冷气由于旁路和同空气混合流失掉了,而且冷却成本可能比服务器运行的成本还要高。随着计算机服务器运行速度的加快以及数据中心机架密度的上升,希望通过空气流通达到充分冷却的想法已不太现实。

  另一方面,从量的角度来说,水存储和迁移热量的效率比空气高3,500倍。事实上,在最近的一次针对多种行业的调查中,41%的受访者认为空气和液体冷却的结合是数据中心的主要冷却方法。而液体冷却是提高冷却效率同时降低空调成本的最佳的选择。

  使用液体进行计算机冷却可以回溯到60年代中期,当时,IBM(美国国际商用机器公司)对其704主机实施了液体冷却。将近50年后,近来,IBM针对瑞士一所大学的一台超级计算机使用了处理器级别的液体冷却技术,通过水循环来冷却处理器,然后泵送至地板供暖系统,这样余热就可以用来供热。据IBM估计,与空气冷却服务器相比,液体冷却系统能耗比前者少40%,而且余热的再利用也降低了约85%的碳足迹。

快速连接器在液体冷却中的作用

  图1:液体冷却的优势

  保证液体冷却可靠性的关键部件

  液体冷却系统中关键的部件之一就是快速连接器。这些快速连接器将装载冷却液体的软管和服务器机架(与中心热交换器连接)上的单个服务器和中心集合管连接在一起(见图2)。快速连接的重要作用越发明显,因为连接器需要长时间保持连接状态,然后能轻易断开,且阀门也不会有任何失效。此外,服务器需要维修或更换时,连接器必须能够轻易断开而不会滴落或溢出任何冷却液到敏感电子产品上。

快速连接器在液体冷却中的作用

  图2:服务器制冷速断

  服务器设计师和数据中心操作员担心的主要问题是系统的可靠性。据波莱蒙研究所(PonemonInstitute)表示,任何数据中心运行中断的平均成本都超过$690,000。保证高可靠性的基本方法之一就是主要部件失效时,使用备用部件。液体冷却系统通常用备用泵来防止循环液漏失。然而,制冷系统中的单个快速连接器也是一个失效点。失效的连接器没有备份,因此任何泄漏都可能使整个服务器机架失效。因此,快速连接器的设计、结构以及其质量都很关键。

  为服务器和其他高端计算机进行冷却而选择快速连接器时,为确保其可靠性,要注意以下五个因素:

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