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隨著計算機技術(shù)的進步，我們見證了一些史上最強大的計算機的誕生，但它們也是到目前為止散熱問題最嚴重的計算機。自英特爾和AMD最新一代CPU問世之后，計算機處理性能的巨大改進我們有目共睹，但這也意味著功耗和熱量的劇增。與此同時，隨著CPU和GPU性能的提高，傳統(tǒng)的冷卻方法更難以應(yīng)對新型芯片所產(chǎn)生的熱量。因此在本系列文章的第一部分，我們將探討帶動液體冷卻技術(shù)成為新發(fā)展方向的多重因素。
正如一些行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者所指出，這種性能提升的代價是使能源效率顯著降低。時新CPU的散熱設(shè)計功耗（TDP）為270至280瓦，而時新GPU的散熱設(shè)計功耗幾乎翻了一倍，最高可達500瓦。這意味著如今的服務(wù)器光是計算系統(tǒng)就需要2000瓦以上的功率。一旦將存儲和內(nèi)存也考慮進去，那么功耗將變得相當驚人，對于大多數(shù)數(shù)據(jù)中心來說，這是一個相當嚴重的問題。環(huán)境空氣冷卻方法的散熱量和散熱速度存在局限性，而這個問題僅通過加速冷卻風扇的話，仍無法有效解決。
如Uptime Institute所述：“服務(wù)器的熱增量是以通過服務(wù)器進氣和排氣之間的溫差來度量?！比绻撓禂?shù)過高，那么空調(diào)系統(tǒng)所供應(yīng)的空氣量將不足以調(diào)節(jié)，導(dǎo)致較熱的空氣返回進氣系統(tǒng)，逐漸產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。眾所周知，處理器在攝氏80度（華氏176度）的溫度下持續(xù)運行，最終將會損壞電子器件。
由于未來幾代CPU和GPU只會加劇這一問題，為防止關(guān)鍵數(shù)據(jù)中心應(yīng)用出現(xiàn)故障，企業(yè)和制造商也紛紛開始探索新的技術(shù)、設(shè)計和方法。為了有效應(yīng)對新型CPU和GPU產(chǎn)生的熱量，我們亟需替代性冷卻系統(tǒng)。
體冷卻優(yōu)于空氣冷卻
大多數(shù)行業(yè)企業(yè)都選擇了液體冷卻，包括正在投資新數(shù)據(jù)中心的微軟和惠普公司。這是一個較新的發(fā)展方向，主要是為了滿足對于更好冷卻方案不斷增長的需求。對液冷硬件的投資和開發(fā)極大地擴展了供應(yīng)鏈，使液冷比以往任何時候都更實惠、更可用。但這還不是最重要的因素。
最重要的因素很簡單：液體的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣高，因此能夠更加有效地散熱。此外，由于液冷系統(tǒng)設(shè)計得更加封閉，熱量可以在一個地方導(dǎo)入液體，而在另一個地方從液體（和系統(tǒng)）中散出，也就是說，液冷能夠更好地將熱量從系統(tǒng)中排出，而不是像空氣冷卻那樣在服務(wù)器內(nèi)部持續(xù)對流。
雖然液冷的資本支出成本更高，但考慮到每個機架都構(gòu)建了一個定制的防水冷卻系統(tǒng)，并配備了必要的水箱和泵，其運行成本反而要低得多。傳統(tǒng)的空氣冷卻裝置往往需要在冷卻上耗費大量的電力，因此從電力成本和處理性能的角度來說都不比液冷高效。
此外，不同于風冷解決方案的是，液冷實際上可以提高CPU的性能，因為即便檢測出熱極限時，CPU也不必節(jié)流。如果您要將硬件超頻，那么這一點尤為重要，液冷可以幫助您達到風冷無法企及的性能水平。
順應(yīng)發(fā)展潮流
最后，與傳統(tǒng)的空氣冷卻方法相比，較新液冷裝置不僅具有能效更高、可持續(xù)、尺寸更小和更加安靜的特點，而且還能夠以更快的速度冷卻更多部件，從而提高計算性能。在液冷裝置中，熱節(jié)流不再那么重要，數(shù)據(jù)中心操作人員可以更加安全地將硬件超頻，并達到以前風冷裝置無法達到的性能水平。
鑒于上述原因，整個行業(yè)在構(gòu)建新數(shù)據(jù)中心時競相采用液冷設(shè)計。雖然空氣冷卻可以滿足過去幾代微處理器的需求，但企業(yè)若想將性能最大化，液冷是當前最理想的選擇。
