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一文读懂服务器冷却系统发展史
作者:   浏览量:56901 次   发布时间 :2023-05-17 09:55:05

随着计算机技术的不断发展,数据中心的规模和密度不断提高,服务器的功率和集成度不断提高,服务器冷却系统经历了从无到有、从传统到新型的发展历程。

最初,数据中心使用的是自然通风、无空调的方式来冷却服务器,而随着功率密度的提高和散热需求的增加,空气冷却开始失效。此时,液冷技术开始应用,并逐渐发展成为一种更加高效、可靠的服务器冷却方式。现在,液冷技术已经应用于大型数据中心,成为了主流的服务器冷却方式。

本文将重点为您介绍服务器冷却系统的发展史。

 

一、了解服务器冷却系统

 A. 什么是服务器冷却系统

服务器液冷系统是一种将冷却剂循环流经服务器组件,以吸收热量并将其转移到冷却设备的系统。其原理是将服务器产生的热量通过液冷剂进行传输和散热,从而达到对服务器的冷却效果。服务器液冷系统的构成通常包括液冷剂、冷却器、液冷管路、液冷泵等。

液冷剂:通常采用高热容量、高热传导率、低粘度、无毒、不易燃的液体,例如水、油、氟里昂等。

冷却器:主要是散热器、水冷头等。散热器的作用是将液冷剂与外界的空气进行热交换,散发出热量。水冷头主要是通过液冷剂的流动将服务器组件上的热量传输到散热器。

液冷管路:将液冷剂从液冷器输送到散热器的管路,一般采用高强度、耐腐蚀的材料制造。

液冷泵:用于驱动液冷剂在液冷管路中的循环,以保证散热器的热交换效果。水泵是服务器液冷系统中的关键部件之一,其作用是通过叶轮的旋转,将液冷剂从低温区域输送到高温区域,形成一个循环流动的过程。水泵在液冷系统中起到承担压力、增加流量的作用,同时还要具有稳定的工作状态和较高的效率,以达到有效的冷却效果。


B. 为什么需要服务器冷却系统

服务器设备在长时间运行时会产生大量的热量,如果无法及时散热,会导致设备温度过高,降低设备的工作效率和寿命,甚至导致设备故障。为了保证数据中心正常运行,必须采用适当的冷却系统来降低服务器设备的温度。

 

二、早期服务器冷却系统

 A. 1950年代-1970年代:无空调、自然通风的冷却系统

在计算机还未普及的年代,由于设备数量较少,数据中心的散热问题并不突出,大多采用自然通风或者简单的风扇进行散热。

 B. 1980年代:空调出现,开始使用机柜

随着计算机的普及和设备数量的增加,传统的散热方式逐渐失效,数据中心开始采用空调系统来控制温度。此时,机柜的使用成为一种普遍的趋势,空气流通更加合理,散热效率也得到提升。

 C.1990年代:功率密度提高,空气冷却开始失效

随着计算机性能的不断提高,设备的功率密度也越来越高,传统的空气冷却方式已经难以满足需求,寻求新型散热方式成为了数据中心行业的关键课题。服务器散热效率低、能耗高、故障率高成为数据中心行业面临的痛点。

 

、新型服务器冷却方式

  A. 2000年代初期:液冷技术开始应用

液冷技术因其高效、低能耗的特点逐渐受到关注。早期的液冷技术主要是利用液体传热的优势来提高服务器的散热效率。例如,在2003年,IBM公司推出了一种基于水冷技术的服务器,通过将水导入散热器,从而取代了原本的风扇。

B. 2010年代:液冷技术不断完善,应用范围逐渐扩大

随着技术的不断进步,液冷技术的应用范围不断扩大。

例如,英特尔公司在2012年推出了一种名为“热分区”(Thermal Zone)的技术,通过将散热器与芯片直接连接,提高了散热效率,同时降低了功耗。此外,液冷技术还被应用于超级计算机等高性能计算领域,以提高计算机的性能和稳定性。

2014全球最大的数据中心运营商之一谷歌位于芬兰的数据中心,使用了一种名为“完全液冷”(All-liquid cooling)的技术,即将所有服务器都浸入到液体中,从而将热量传递给液体,再通过外部的换热器将液体散热出去。

微软在其位于爱尔兰都柏林的数据中心中,使用了名为“液体模块”(Liquid Module)的液冷系统,来降低能耗和提高服务器性能。

液冷技术的应用不仅可以提高散热效率,同时也能够降低数据中心的能耗和碳排放。据统计,采用液冷技术的数据中心的能耗和碳排放量可以分别降低40%90%以上。因此,液冷技术被认为是未来数据中心的重要发展方向之一。

 

、未来趋势与展望

  未来,随着5G、人工智能、云计算等新兴技术的广泛应用,数据中心将会面临更高的功率密度和散热需求。因此,服务器冷却系统的发展将更加关键。随着技术的不断进步,液冷技术将更加成熟,应用范围也将更加广泛。

作为专注于微型泵制造的企业,多浦乐无刷直流水泵TDC被广泛应用于数据中心的液冷系统中。TDC可以将液体精准地输送到需要冷却的设备中,从而提高系统的效率和性能。同时还具有体积小、噪音低、可靠性高等优点,非常适合在高密度的数据中心中应用。

数据中心服务器冷却泵-TDC

总之,服务器冷却系统是数据中心运行的关键部分,其不断发展的历程充分体现了人类科技的进步和不断追求效率和可靠性的精神。未来,我们有理由相信,服务器冷却系统将继续不断创新和完善,为数据中心的高效、可靠、可持续运行提供更好的支持。

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