现场直播|3M数据中心首席专家蓝滨：3M浸没冷却技能回首与瞻望

10月16日，2018年开放数据峰会（Open Data Center Summit 2018）于上午在北京国际集会会议中心开幕。作为数据中心行业的一大盛事，ODCC每年都将汇聚数千名数据中心专家与几十名主流媒体。本届峰会时刻为16日-17日，ODCC将宣布最新研究成就，碰撞尖端热门技能，分享国际技能盼望，展示主流产物应用。

在开幕式上，来自3M数据中心首席专家蓝滨举办出色演讲。以下为演讲实录：

很兴奋本日出席ODCC的现场，我是来自3M公司的蓝滨，3M不是一个传统的IT公司，各人必然很稀疏为什么我站在这个现场，这两天北京的雾霾较量严峻，这时辰各人会吊唁3M其它一个很是闻名的产物——口罩。对付我们来说，除了口罩外，3M尚有多种产物，在数据中心应用方面，我们的浸没冷却液体也是一项很是焦点的明星产物，本日我代表3M公司给各人先容一下3M在浸没冷却技能推广方面的回首及瞻望。

提到浸没冷却，上午有多位高朋已经提到，将来的芯片会越来越热，液冷也许是将来冷却上不得不走的一条阶梯，而浸冷作为液冷中很是重要的一个分支也获得业界许多的存眷。液冷到底是不是一项很新的技能呢？液冷并不是很新的技能，只可以说是一个又新又老的技能。新老练什么水平，这边有两个很是闻名的案例，一个是1985年，其时天下闻名的超等计较机公司计划它的第二代Cray-2呆板的时辰，由于芯片发烧量过大，没有步伐用传统的风冷方法办理，以是他们计划了这种喷淋轮回式的液冷体系，行使的就是3M的碳氟液体，这个体系其时是天下上最快的超等计较机，此刻已经已经作为镇馆之宝被储存到加州硅谷的计较机汗青博物馆中。其它一边是最新的浸没冷却案例，从2014-2018年在代表天下计较机最高技能的超算规模，Top500和Green500的舞台上饰演很是重要的职位。由统一家公司开拓的多台体系，包罗Suiren、Shoubu、Sakura等，持续霸占了能效排行榜Green500的第一名，这除了他们本身在芯片等方面的改造外，行使先辈的浸没冷却方法也是它能到达云云高能效比的一个很是重要的打破。

那么什么是浸没冷却技能，此刻通过一个短片让各人有一个根基的相识。

通过短片各人可以相识浸没冷却最首要的几个要素，第一，浸没冷却就是将计较机的器件浸没到绝缘的液体中，通过液体的相变或运举措用将热量带走。第二，它首要的利益是有很高的制冷服从，以是可以把体系计划得越发细密，同时起到节减能源的浸染。为什么在最近几年这种浸没冷却可能说液冷技能获得业界更多的存眷，我们以为有这样几个驱动力。起首是像上午许多高朋所提到的，芯片的计划功率会越来越高。由于社会对数据的需求要求不绝增高，而半导体、芯片的成长速率达不到响应的法式，以是我们就必要计划更大更强因而发烧量更大的芯片。其它跟着AI、边沿计较等应用的推广，也更多引用了像GPU、FPGA以及ASIC等浮点运算芯片，这类芯片更合用于麋集部署的场景。尚有硬件技能的成长，使我们有手段制造尺寸更小密度更高的硬件布局。在这些动力的驱动下，风冷越来越到达极限，使人们不得不思量比风更有服从的液冷方案。一个例子是谷歌的TPU，之前依然行使风冷方案，而在最近一代也不得不回收液冷的办理方法。

谈到液冷不得不提出个中行使的液体，可以选择的液体或许有几类，起首是水和以水为基本原料的水基溶剂，这是各人碰着最平凡、最常见的液体。在很长一段时刻，液冷就是水冷的代名词。水冷有很好的传热手段，这取决于水自己长短常好的传热介质。同时计划成冷板情势的水冷和现有处事器体系也根基上兼容，可以很快回收。有什么样的风险呢？水可能是水的溶剂自己是一种低绝缘乃至没有绝缘性的液体，纵然它自己通已往除离子等物质到达很高的绝缘的手段，一旦进入其他的杂质，好比消融尘埃就会粉碎其绝缘结果。数据中心进水，会带来很大的行使风险。而在水冷板体系里，我们不得不把水引进到机柜乃至处事器内，怎样担保这样一些体系的不变性和靠得住性，是业界开拓面对的很是头疼的题目。各人传闻过许多直接浸没的模式，但从来没有人传闻用水来实现浸没的方法。

除水外尚有许多差异的绝缘性液体，可以用于浸没冷却的液体有许多配合特性，自己必要具有很高的绝缘性，同时在存在其他杂质，在必然的影响范畴内不会发生短路导电征象。这样的液体好比常见的像油类物质，也就是高沸点的有机液体物质，像矿物油、硅油等，这些物质较量常见，价值相对也是较量低的。并且由于这些物质中许多是天然界原来存在的，对情形友爱性也较量高。但这类液体根基都是易燃或起码是可燃的，请留意屏幕上的演示，纵然闪点很是高的硅油类液体，一旦打仗到明火照旧可以燃烧。假如再继承把硅油喷到火上后尚有助燃的结果。这时行使其它一个液体，可以很快把火灭掉，这个液体先卖一个关子。除了可燃性这个风险，假如引到数据中心也许会增进体系对安详性的忧虑外，同时选择沸点可能燃点较量高的油类环境下，液体的黏度也响应较量高，后续行使上会有整理残留等维护题目。

适才看到的可以灭火的液体就是碳氟液体，当碳和氟形成响应的共价键后，这个键能长短常不变的，可以带来许多很是奇异的结果，好比一样平常的碳氟化合物都有很高的绝缘性，很低的黏度，同时有不燃的结果，并且在很大的范畴内可以或许担保它的化学惰性和不变的性子。这就意味着它是一个很是抱负的用于浸没冷却的介质。虽然碳氟物质也有一些弱点，好比由于质料和制造工艺的缘故起因本钱也许较高，因此必要对液体的走漏流失有很好的节制。但我们如故坚信在将来碳氟化合物是浸没冷却中最有也许的液体介质。

我们的碳氟化合物有许多差异的冷却应用要领，好比也可以像水一样，通过冷板中轮回举办热量传输，在这边也有许多响应的案例。在这样的行使进程中，由于碳氟液体生成的导热机能较水低许多，因此必要带来许多响应的捐躯和赔偿，好比你必要增进轮回管径、增进流速，增进热互换面积，响应带来本钱的进步。因此除非一些非凡场所，好比在焦点机房不应承水进入，才也许会做一些捐躯回收这类碳氟液体。我们以为越发得当碳氟液体的行使方法是直接浸没式，包罗单相式和两相式两种方法，一种是通过液体的比热和对流来接收热量，再通过泵的外增逼迫动力将氟碳液体轮回到换热器件，到达降温的结果后再运送返来，和油类浸没的方法相同。而其它一个是碳氟化合物奇异的特点，由于它自己无论沸点坎坷都不燃，纵然回收低沸点的液体，液体也没有闪点，也没有燃烧性，通过自己液体的相变轮回，到达高效吸热的目标。下面是这两种方法响应的行使情势。这两类体系此刻都在环球各地有响应的开拓应用。单相的体系行使的是高沸点的液体，对走漏和污染物节制都相对轻易，更得当行使于现有计较机硬件的功率密度。可是由于它照旧采纳单相方法，必要通过比热来吸热，以是还必要特另外动力轮回，传热手段比相变式的有所限定。而对相变传热的超高服从，假如各人平常在注射时，擦一下酒精会感想溘然一凉，这是在相变进程中溘然吸热的示意。假如我们可以把体系的器件计划得越发细密，极大也许应用这种相变液体的传热手段，纵然在计划制造门槛较高，必要更多的工程量下，也会带来更好的传热结果和经济服从。

（编辑：河北网）

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