#01

更高效芯片 更具挑戰(zhàn)性的散熱

近日，英特爾（Intel）在北京首鋼園舉行了以 “應萬變，塑非凡”為主題的盛大新品發(fā)布會。宣布推出首款采用10nm制程工藝設計生產（采用代號Ice Lake架構）的第三代英特爾至強可擴展處理器，通過硬件性能的改進和架構的優(yōu)化，全面提升數(shù)據(jù)中心的工作性能及人工智能的加速。

大幅提高的性能也意味更大的功率消耗。據(jù)媒體報導，英特爾前一代14nm的Cooper Lake-SP處理器的最大設計熱功率（TDP）已經達到250W，而10nm的Ice Lake-SP在大幅增加核心數(shù)量之后將這一極限推高到270W，白金級中主流的芯片也均超過200W。

#02

液冷已不可避免

越多的電能流過這些處理器，芯片就會變得更熱，而增加的熱量也同時提高了對冷卻的要求，防止因芯片過熱帶來的性能下降和壽命減少。

“Air cooling is not enough”

（翻譯：風冷不完全夠用了）

Microsoft微軟杰出工程師及數(shù)據(jù)中心先進技術開發(fā)部副總裁Christian Belady，在采訪中表達了這樣的觀點，這也是近年微軟不斷探索先進液體冷卻方案的原因。

液體的傳熱效率，相比于空氣（風冷）有幾個數(shù)量級的提升，風冷升級至液體冷卻，意味著可以將摩爾定律的思維方式引申至整個數(shù)據(jù)中心的生態(tài)：在有限的空間中增加數(shù)據(jù)中心部署的密度，以提供更強大的計算能力。

“We are the first cloud provider that is running two-phase immersion cooling in a production environment,” said Husam Alissa, a principal hardware engineer on Microsoft’s team for datacenter advanced development in Redmond, Washington.

譯文：近日微軟宣稱“成為全球率先在生產環(huán)境中運行兩相浸沒冷卻的云供應商”，其相關研發(fā)團隊發(fā)布了基于使用3M氟化液的兩相式浸沒冷卻應用的研究結果。（原文：To cool datacenter servers, Microsoft turns to boiling liquid）

#03

兩相式浸沒冷卻技術工作原理

將服務器機架完全浸沒在高絕緣性3M氟化液中，此液體對電氣元件完全無害，并可以在較低的溫度(沸點50℃)沸騰。液體直接接觸設備組件時，通過沸騰蒸發(fā)作用帶走熱量，當蒸汽到達頂部的冷凝器時重新凝結為液體落回浸沒腔中，形成閉合冷卻系統(tǒng)。

在這個過程中不需要泵的動力在缸內循環(huán)液體，冷凝器中也不需要超低溫度冷卻水，從而大幅度減少了用于冷卻的能源消耗。較低的液體沸騰溫度也保證了芯片在持續(xù)峰值運行中不會發(fā)生過熱的故障。

#04

3M氟化液，液體冷卻的不二選擇

3M氟化液本身是一種具有化學惰性的液體，可直接接觸過熱的服務器，并快速通過單相或兩相循環(huán)帶走器件產生的熱量，可以輕松應對高強度的計算任務。

相比傳統(tǒng)空調冷卻技術，3M浸沒冷卻技術“綠色環(huán)保”，提升數(shù)據(jù)中心IT產出率，且被用于開采比特幣和其他加密貨幣，達到極高的密度和優(yōu)異的能源收益。

研究結果證明，使用浸沒液冷的服務器：

?能源消耗可以削減5%到15%

?冷卻能力提高，靈活應對云服務中的彈性需求而無需擔心過熱問題：當負載需求在某個時間突然提高時（比如同時在線會議），運行在浸沒冷卻環(huán)境中的服務器可以通過超頻來輕松滿足

?大大節(jié)約對水資源的消耗：在項目中選用干式冷卻器作為冷卻水的降溫方案，且所需水溫因高于環(huán)境溫度而無需蒸發(fā)噴淋冷卻

在國內，3M也與客戶在單相浸沒冷卻上一直保持著密切合作。在近兩年的電商狂歡日中，3M氟化液助力電商數(shù)據(jù)中心服務器浸沒冷卻集群平穩(wěn)運行。作為行業(yè)內專業(yè)的電子氟化液提供商，3M始終專注于對液冷介質全生命使用周期的開發(fā)與管理。憑著超過60年的液體供應歷史和30年以上的行業(yè)應用經驗，3M相信能夠針對不同應用方式，為來自各個數(shù)據(jù)中心領域的客戶提供可靠的冷卻液體。

3M? Fluorinert? 氟化冷卻液作為一系列性能優(yōu)秀的冷卻液體，有著廣泛的可選沸點范圍(50℃～174℃)，這帶來了豐富的應用場景。同時它高絕緣、廣兼容、不可燃、無殘留、使用安全的出色性能，更為它長期勝任數(shù)據(jù)中心的冷卻挑戰(zhàn)打下了堅實基礎。