目前服务器散热技术一览
电力和散热一直以来都是备受困扰的问题,在有限的空间里,服务器不断的增多,供电需求也在相应的增加,并由不得此产生了更多的热量。许多数据中心都被卷入了热量的怪圈,为了驱散现有热量而产生新的热量。
服务器工作负载量大,且在对安全性和可靠性要求较高的场合,如政府机关、银行、证券、通信、企业等领域,特殊的工作性质,要求服务7X24不间断工作,服务器的处理器始终处于高负载状态,使之发热量也随之加大。如今,散热设计与散热能力已经成为服务器设计者的首要考虑问题,它不仅关系到服务器的稳定性和安全性,而且还要考虑到散热系统所需的能耗。
有数据表明,系统每消耗1千瓦电能,就需要0.75千瓦电能对系统进行冷却。因此,提高散热效率可以起到节能作用,温度降低后,服务器部件的工作性能会更高,更低的温度也能够促进服务器系统功耗的降低。因此,研制面向服务器的高效率散热技术是各大服务器厂商不断追求的目标。
目前服务器散热技术一览
液态冷却技术
液态冷却技术是服务器领域广泛采用的一项技术,这种技术主要指环绕服务器的液冷技术,所用的液态冷却剂是一种特殊处理的液体,它具有绝缘性和无腐蚀性。例如IBM公司的“冰蓝(Cool Blue)技术就是利用中心冷却装置生产出来的冷水来补充制冷。该系统中每分钟有38升的水循环流过服务器架上的一个4英寸厚的后门,从而带走机柜中55%的热量。
芯片直接散热技术
芯片直接散热技术实际上是在液态冷却技术的基础上发展而来。2005年,Liebert公司开发了一项新技术,将经过化学处理的水喷洒在发热的电子元件上以将其进行冷却,100多个微通道直接将冷却剂引向芯片的发热区域。专注于热管理技术的ISR公司推出的SprayCool M系列的企业版,也是一种芯片直接散热技术,其模块附加在每个微处理器上,通过向环绕处理器的金属板喷射雾状液体,消除超过一半的热量。当然,向服务器主板喷射的液体必须具有绝缘效果。有业内人士认为,直接散热技术十分有效,以至于固定数量的服务器消耗的电能再增加一倍,散热设备也能胜任,数据中心的服务器也不会过热,而且芯片的处理运算能力还会大大增强。
二氧化碳吸热技术
与上面两种冷却技术不同,这是一种热吸收技术。主要面向“高密度冷却,特别是每个机柜的能耗超过20千瓦的刀片式服务器”,整套冷却系统安装在服务器机柜的后方,能够“捕获”风扇排出的热量。值得一提的是系统中采用的冷却剂是二氧化碳,系统具有“大容量、 低能耗”等优点,是一种更有弹性和节能的解决方案。不过,这种系统对技术要求很高,需要使用精密的监测设备,因为一旦气体泄露将是非常危险的。
优化散热风道
在优化散热风道方面,各大服务器厂商均有自己的“独门秘籍”。一般是利用现有的机箱空间,改进散热风道的结构,在高温空间内针对特定热源(如中央处理器、或其他电子元件)而有效进行散热,最大限度提高散热效果,均衡主要发热元件和其他元件的散热面积。
如华硕服务器内部巧妙地将内存插槽的布局设计成与CPU平行,以减少空气阻力,并且CPU位于内存插槽中间,气流由服务器配备的6组系统风扇由前置面板的蜂巢散热孔抽入,经硬盘存储设备,再经CPU和内存,然后流过其他扩展设备,最后经后面板流出。从而使整个服务器内部形成一个固定的风道,散热效果提升20~30%。惠普则采用高性能风扇来提高服务器的散热性能,如HP Active Cool风扇速度达到18000rpm,每个HP Active Cool风扇可冷却5台常见1U服务器。
除了被动散热之外,服务器厂商还会采取减少功率消耗的方式来主动降温,如大多数供应商在有些刀片服务器中采用低功率的处理器,由于刀片服务器的功耗较低,也就产生较少的热量,同时还能减少冷却系统的耗电量。从未来发展趋势看,以后将会出现新老冷却技术融合的方案,如综合采用常规通风、直接接触以及芯片直接散热等等手段来解决服务器散热问题。
除此之外,大多数服务器厂商在刀片服务器中采用低功率的处理器,由于刀片服务器的功耗较低,产生的热量也随之减小,同时还能减少冷却系统的耗电量。当然,采用多个组合方案来解决服务器的散热问题也成为一种趋势。
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