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为了提高计算能力并保持数据中心的运行温度正常，很多组织已经从空气冷却过渡到液体冷却。

数据中心继续将更多的计算能力整合到更小的空间中，以整合工作负载并容纳和处理密集型应用程序，例如人工智能和高级分析。因此，数据中心的机架消耗更多的能量并产生更多的热量，从而对数据中心的冷却系统带来更大的压力，以确保安全有效的运行。

在以往，数据中心可能依靠空气冷却技术来维持正常的工作温度。而保持更高的功率密度是空气冷却面临的一个重大挑战，促使许多组织开始考虑采用液体冷却技术。

在讨论采用液体冷却和空气冷却技术时有许多因素要考虑。以下描述了这两种主要的数据中心冷却方法，并比较了它们的优缺点和成本。

什么是空气冷却?

数据中心从一开始就一直在使用空气冷却技术，并继续广泛使用。尽管这些年来冷却技术不断发展，冷却系统的效率越来越高，但基本概念一直保持不变。冷空气在硬件周围循环，通过用较冷的空气交换热空气来消散热量。

空气冷却系统之间的主要区别在于它们如何控制气流。这些系统通常分为三种类型：基于房间、基于行、基于机架。

基于房间的系统有几种类型。空气可能会在整个房间内循环，或者可能会加高设备附近的地板，冷空气在地板下通过进行冷却。而基于房间的冷却系统已经整合了冷热通道，以更好地控制气流和设备。在更先进的冷却系统中，可以采用围堵技术更精确地引导气流。

采用基于行的方法，每行包含专用冷却单元，这些冷却单元针对特定设备的气流。这种方法提高了冷却效率，并减少了引导气流所需的风扇能耗。

基于机架的系统通过将冷却单元专用于特定的机架，更进一步进行冷却，与其他方法相比，其精度和效率更高。但是该系统需要更多的冷却设备，并且产生更多的复杂性。

多年来，空气冷却已被证明是保护数据中心设备的宝贵工具。其背后的技术已广为人知并得到广泛部署。数据中心人员通常熟悉风冷及其保持运行所需的条件，而维护这些系统是一个简单的过程，其背后有大量的行业经验提供支持。

空气冷却的缺点

不幸的是，空气冷却技术也面临一些挑战。最重要的是它无法满足现代工作负载需求。空气冷却根本赶不上功率密度的增加和繁重的工作负荷的发展。在某种程度上，用于空气冷却的资本支出不再合理。空气冷却已经占了数据中心运营成本的很大一部分，不断上升的能源成本只会加剧这一问题。

对于依靠蒸发冷却或冷却塔的空气冷却系统来说，用水的限制和成本也可能带来挑战。此外，更高的功率密度会导致部署更多的冷却风扇和水泵，使数据中心更加嘈杂，因此工作人员必须佩戴保护性听力设备。

潜在的问题是，尽管空气被广泛使用，但仍然不是有效的传热介质，因此需要更好的冷却解决方案来满足当今数据中心的需求。

什么是液体冷却?

数据中心已开始采用液体冷却，而不仅仅是应用在大型机和超级计算机应用场合。水和其他液体的传热效率比空气高得多，并且可以帮助解决空气冷却系统带来的一些挑战，尤其是功率密度的提高。

越来越受关注的一种液体冷却技术是直接基板冷却。在这种配置中，冷却板直接位于组件(例如CPU、GPU或存储设备)旁边。通过连接到基板上细小管道带来冷水并带走温水。然后将温水冷却并重新循环冷却设备。

类似的概念可以应用于机架或服务器级别。水或其他类型的冷却剂通过闭环系统循环进行热交换。尽管其确切的冷却过程根据解决方案的不同而有所不同，但它们通常使用封闭循环的冷却剂，用于散发热量的交换器和在冷却剂循环时降低冷却剂温度的机构。例如，交换器可以安装在机架的背面，而风扇安装在另一侧，以促进空气循环并散发热量。另一个系统可能会将冷却剂输送到地板下面的管道以提供冷却。

（编辑：惠州站长网）

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