#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(yīng)萬(wàn)變，塑非凡”為主題的盛大新品發(fā)布會(huì)。宣布推出首款采用10nm制程工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)（采用代號(hào)Ice Lake架構(gòu)）的第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，通過(guò)硬件性能的改進(jìn)和架構(gòu)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(bào)導(dǎo)，英特爾前一代14nm的Cooper Lake-SP處理器的最大設(shè)計(jì)熱功率（TDP）已經(jīng)達(dá)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(jí)中主流的芯片也均超過(guò)200W。

#02

液冷已不可避免

越多的電能流過(guò)這些處理器，芯片就會(huì)變得更熱，而增加的熱量也同時(shí)提高了對(duì)冷卻的要求，防止因芯片過(guò)熱帶來(lái)的性能下降和壽命減少。

“Air cooling is not enough”

（翻譯：風(fēng)冷不完全夠用了）

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

液體的傳熱效率，相比于空氣（風(fēng)冷）有幾個(gè)數(shù)量級(jí)的提升，風(fēng)冷升級(jí)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(gè)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(qiáng)大的計(jì)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(chǎn)環(huán)境中運(yùn)行兩相浸沒(méi)冷卻的云供應(yīng)商”，其相關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了基于使用3M氟化液的兩相式浸沒(méi)冷卻應(yīng)用的研究結(jié)果。（原文：To cool datacenter servers, Microsoft turns to boiling liquid）

#03

兩相式浸沒(méi)冷卻技術(shù)工作原理

將服務(wù)器機(jī)架完全浸沒(méi)在高絕緣性3M氟化液中，此液體對(duì)電氣元件完全無(wú)害，并可以在較低的溫度(沸點(diǎn)50℃)沸騰。液體直接接觸設(shè)備組件時(shí)，通過(guò)沸騰蒸發(fā)作用帶走熱量，當(dāng)蒸汽到達(dá)頂部的冷凝器時(shí)重新凝結(jié)為液體落回浸沒(méi)腔中，形成閉合冷卻系統(tǒng)。

在這個(gè)過(guò)程中不需要泵的動(dòng)力在缸內(nèi)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(yùn)行中不會(huì)發(fā)生過(guò)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(xué)惰性的液體，可直接接觸過(guò)熱的服務(wù)器，并快速通過(guò)單相或兩相循環(huán)帶走器件產(chǎn)生的熱量，可以輕松應(yīng)對(duì)高強(qiáng)度的計(jì)算任務(wù)。

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

研究結(jié)果證明，使用浸沒(méi)液冷的服務(wù)器：

?能源消耗可以削減5%到15%

?冷卻能力提高，靈活應(yīng)對(duì)云服務(wù)中的彈性需求而無(wú)需擔(dān)心過(guò)熱問(wèn)題：當(dāng)負(fù)載需求在某個(gè)時(shí)間突然提高時(shí)（比如同時(shí)在線會(huì)議），運(yùn)行在浸沒(méi)冷卻環(huán)境中的服務(wù)器可以通過(guò)超頻來(lái)輕松滿足

?大大節(jié)約對(duì)水資源的消耗：在項(xiàng)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(wú)需蒸發(fā)噴淋冷卻

在國(guó)內(nèi)，3M也與客戶在單相浸沒(méi)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(wù)器浸沒(méi)冷卻集群平穩(wěn)運(yùn)行。作為行業(yè)內(nèi)專業(yè)的電子氟化液提供商，3M始終專注于對(duì)液冷介質(zhì)全生命使用周期的開(kāi)發(fā)與管理。憑著超過(guò)60年的液體供應(yīng)歷史和30年以上的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，3M相信能夠針對(duì)不同應(yīng)用方式，為來(lái)自各個(gè)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)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(diǎn)范圍(50℃～174℃)，這帶來(lái)了豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)它高絕緣、廣兼容、不可燃、無(wú)殘留、使用安全的出色性能，更為它長(zhǎng)期勝任數(shù)據(jù)中心的冷卻挑戰(zhàn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。