隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型速度的加快，美國站群服務(wù)器，傳統(tǒng)企業(yè)逐步開始適應(yīng)云服務(wù)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2018年下半年，占比最大的IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）市場同比增長88.4%。全年市場規(guī)模（IaaS/PaaS/SaaS）首次突破70億美元大關(guān)。這就使得作為云服務(wù)載體的數(shù)據(jù)中心發(fā)展也隨之水漲船高。

除此之外，很多政企出于自身需求，也在不斷建設(shè)自用數(shù)據(jù)中心。據(jù)統(tǒng)計，目前全國公共機構(gòu)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)超過4萬個。雖然這些數(shù)據(jù)中心對于社會經(jīng)濟的發(fā)展貢獻極大，但其產(chǎn)生的能耗問題也令人側(cè)目。目前，數(shù)據(jù)中心用電量占公共機構(gòu)總用電量的比例已經(jīng)達到8%左右，而中央國家機關(guān)數(shù)據(jù)中心用電量占比更是高達30%。

雖然耗電如此彌巨，但數(shù)據(jù)中心本身對所在地的稅收貢獻微乎其微。同時在運營方來看，耗電量占其數(shù)據(jù)中心整體運營成本的比重也并不很大，所以改造或者應(yīng)用新技術(shù)去節(jié)約能源的動力不足。這就使得北，上，廣，深等一線城市只能不斷對數(shù)據(jù)中心加碼嚴控。

在這種背景下，如何降低能耗，就成為了數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運營方不得不考慮的問題。眾所周知，空調(diào)系統(tǒng)是目前數(shù)據(jù)中心能耗的大戶。尤其是對于夏天的南方各省來說尤甚。目前雖然液冷技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)取得了長足進步，但成本制約因素很大，在相同規(guī)模下，傳統(tǒng)的液冷在建設(shè)成本比采用氣冷方式的數(shù)據(jù)中心要高出15%-20%。況且全浸式液冷，還需要對建設(shè)場地的承重有較高要求。再加上需要專業(yè)團隊進行長期運維，所以很難在近兩年內(nèi)形成優(yōu)勢。

筆者曾經(jīng)走訪過南方很多數(shù)據(jù)中心，雖然有少部分應(yīng)用了一定的水冷技術(shù)，但主要還是以風(fēng)冷為主。這些數(shù)據(jù)中心在機房內(nèi)部密閉的空間里，通過冷風(fēng)將服務(wù)器散發(fā)出來的熱量帶走。這種制冷方式的優(yōu)點在于建設(shè)成本很低，但缺點是建設(shè)周期長，且能耗極高。

日前，筆者參觀了中國移動南方基地，在這里見到了一種采用“熱管水冷＋空調(diào)/自然氣冷”為核心技術(shù)的雙通道散熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)“分而治之”的思路，或許能為我們降低數(shù)據(jù)中心能耗帶來一些不錯的啟示。

中國移動南方基地內(nèi)，應(yīng)用雙通道散熱技術(shù)的微模塊數(shù)據(jù)中心

目前數(shù)據(jù)中心從散熱通道上來說，有單通道和雙通道之分。前者是通過一種換熱介質(zhì)對IT設(shè)備進行冷卻，這里面包括有單通道的氣冷和液冷兩種模式。但雙通道的散熱技術(shù)，則包括熱管水冷、熱管液冷、直接水冷。其特點是結(jié)合數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的熱場特征，液冷通道對高熱流密度元件進行精準散熱，帶走絕大部分熱量，氣冷通道對低熱流密度元件進行高效散熱，帶走剩余熱量。比如CPU還有其他的高發(fā)熱、高熱流密度元件可以采用這種精準的模式通過液冷散熱。至于低熱流密度的設(shè)備，則可以采用氣冷模式，使用傳統(tǒng)空調(diào)或者自然水進行散熱。

圖為目前中國移動第二代雙通道散熱技術(shù)的工作流程圖

和傳統(tǒng)的氣冷，浸沒式液冷相比。這種散熱技術(shù)在液冷通道采用“熱管水冷”，在氣冷通道采用“空調(diào)/自然氣冷”；供電方面則是市電直接供應(yīng)到服務(wù)器。和傳統(tǒng)市電先到UPS，再到設(shè)備的方式相比，能有效消除轉(zhuǎn)換損耗。除此之外，因為省去了冷水主機和50%的供電備份設(shè)備，虛擬主機，同時功率密度提高后也相應(yīng)降低了土建的支出，所以這種雙通道散熱技術(shù)的數(shù)據(jù)中心在建設(shè)成本方面，和目前采用傳統(tǒng)氣冷方式的數(shù)據(jù)中心基本相當。

筆者注意到，在中國移動的機房內(nèi)部，這種散熱方式非常精妙。簡單來說，就是用兩根中空的散熱銅管（熱管），一端接在需要散熱的元器件上方，另一端則接駁到服務(wù)器邊緣的水冷板換熱器處，當液體流經(jīng)水冷板時會將散發(fā)的熱量帶走，然后經(jīng)過換熱器（板式換熱器）進入冷卻塔并進行循環(huán)，水冷板與板式換熱器之間的水源也并無太高要求。使用中水即可。

圖為服務(wù)器內(nèi)部的液冷器件“熱管水冷模塊”，結(jié)構(gòu)非常簡單

至于那些低熱流密度元件，則依然采用風(fēng)冷。雖然并未完全擺脫空調(diào)，但由于主要熱量已經(jīng)被液冷系統(tǒng)帶走，所以只需要極少的電力保持空調(diào)運轉(zhuǎn)即可。并且，在該技術(shù)的第二代方案中，連氣冷通道都取消了壓縮機，整體散熱系統(tǒng)能耗非常低，只需低容量的EPS即可在市電中斷時維持散熱能力，無需傳統(tǒng)散熱技術(shù)常用的大型蓄冷罐。