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高算力数据中心散热技术发展
资料介绍
常见数据中心散热技术分类及特点
风冷技术
风冷是数据中心最早普及、应用范围最广的传统散热技术，原理是通过空气循环带走IT设备产生的热量，主要依靠服务器风扇、机房精密空调系统实现热量转移。风冷技术的优势十分明显：部署简单，改造成本低，不需要对现有数据中心架构进行大规模调整，运维难度小，技术体系成熟。但随着数据中心算力密度不断提升，风冷的瓶颈越来越突出：目前风冷能承载的算力密度一般在20kW/柜以下，面对单柜功率超过50kW甚至上百kW的高算力机柜，风冷无法及时带走集中产生的热量，很容易出现局部热点，不仅影响服务器运行稳定性，还会大幅提升能耗水平。根据国内数据中心行业统计，传统风冷数据中心的PUE（电源使用效率）普遍在1.5以上，部分老旧数据中心甚至超过2，远高于国家对新建数据中心PUE不超过1.3的要求，不符合当前绿色低碳的发展方向。
水冷技术
水冷分为冷板式水冷和行级水冷两类，核心原理是利用水比热容远高于空气的特性，通过贴近CPU、GPU等发热芯片的冷板将热量带走，散热能力比风冷提升一个量级。目前冷板式水冷可以支持单柜30-80kW的算力密度，PUE可以降到1.3以下，已经在很多中高密度数据中心规模化应用。但水冷技术仍然存在一定短板：一方面，冷板只能覆盖主要发热芯片，服务器内部其他元器件仍然依靠风冷辅助散热，无法消除所有局部热点；另一方面，冷板和水管布局存在泄漏风险，一旦发生漏水会直接损坏服务器硬件，对密封工艺和运维监控要求很高，同时水冷系统仍然需要冷却塔、室外机等散热环节，对自然冷源的利用效率还有提升空间。
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