当前，数字化已成为拉动我国经济发展的重要引擎，根据大数据网站Statista的预测，2025年全球的数据创建量将超过180ZB，比2020年增加118.8ZB，同比增长190%，数据的存储量将以19.2%的复合年增长率不断增加。算力作为支撑数字化的重要“底座”，赋能作用日渐凸显。然而，面临算力需求多样化、资源分布不均、供需不平衡等情况，如何在“双碳”战略目标下，在海量数据处理与能源消耗中取得平衡，是数据中心目前亟需解决的问题。
在PUE目标不断降低，且CPU功耗逐年上升的背景下，业内主要通过采用冷板式液冷服务器或浸没式液冷服务器来降低整机功耗和数据中心PUE。相较于风冷，液冷的优势主要体现在以下方面：
可以带走更多热量。相较于空气，水的比热容高达4.2x10的三次方焦/千克·摄氏度，导热效率十分高，因此无论是冷板式还是浸没式的液冷，都能带走更多的热量。
噪音品质更好。作为生产噪音的“专业户”，数据中心机房的噪音往往成为扰民的存在，在同等条件下，液冷的噪音要比风冷小很多。
耗电节能更省。冷却效率提高的同时，整体循环效率也在变高，这样产品级的电消耗，实际上节约了整个空调系统和循环系统的电耗。
物理占用空间小。受限于风冷散热系统的限制，迎风面积总是有限的，如果想要实现更高的密度，就需要在单位体积内实现更高的冷却容量，这也是液冷才可以实现的。
这其中，浸没式液冷尤其受到业界关注，特别是随着加密货币和高性能计算的出现。据估计，全球加密资产用电量为每年120-140千瓦时，这相当于一些国家（如阿根廷和澳大利亚）的年总用电量。随着气温上升，硬件设备和传统数据中心的效率会下降，甚至可能发生故障。
浸没式液冷系统分为单相浸没式液冷（1-PIC）和两相浸没式液冷（2-PIC）两种类型。在单相浸没式液冷中，电介质冷却液在冷却过程中始终保持液态。在两相浸没式液冷中，电介质冷却液会从液态转变为气态。
CRTKL负责人Jeff Gyzen表示：“浸没式液冷系统之所以如此高效，其基本原理在于液体的能量传导能力优于空气，大约是空气的22.4倍。”
虽然两种浸没式液冷技术均无需使用计算机房空气处理器（CRAH）和计算机房空调（CRAC），甚至是冷却器，但两相浸没式液冷技术的初始成本更高。然而，从总拥有成本（TCO）方面考虑，两相浸没式液冷技术的局部电能使用效率（pPUE）相对较低，因而更受青睐。电能使用效率是衡量数据中心能源效率的一项指标，表示数据中心总能耗与IT设备耗电量的比值。局部电能使用效率与数据中心各个组件的能效有关。两相浸没式液冷技术的年度局部电能使用效率可能达到1.02-1.05（取决于气候），而单相浸没式液冷技术可能达到1.03-1.07。与单相浸没式液冷技术相比，两相浸没式液冷技术还具有其它优势，比如其冷却密度更大（每个机架单元的功率更高），这意味着每个机架的容量更高（每个机架超过250千瓦），且无需使用冷却液分配单元（CDU）。
相较于单相浸没式液冷技术，两相浸没式液冷技术将服务器浸没到沸点较低的碳氟类化合物电介质冷却液中，冷却液始终与服务器主板直接接触。服务器运行产生的热量使冷却液沸腾，通过相变产生蒸汽（气态），这一过程被称为两相浸没式液冷。然后，利用密封机架室顶部的水冷式冷凝器盘管将气体冷凝成液体。最后，将冷凝后的液体回送到机架室底部的液体中，以重复这一过程。
在单相浸没式液冷技术中，服务器通常被浸没到沸点较高的碳氢类化合物电介质冷却液（矿物油）中。与两相浸没式液冷技术一样，冷却液始终与服务器主板直接接触，但却不发生沸腾现象。冷却液始终保持液态，并通过将冷却液泵送到IT设备用散热器及CDU中的热交换器的方式达到强制循环式冷却的目的，因此被称为单相浸没式液冷。
对于两种冷却系统而言，均可在不干扰和关闭同一冷却槽内其他设备的情况下拆修服务器。从冷却槽中取出服务器时，两相浸没式液冷系统所使用的流体会蒸发，并在系统内的盘管上凝结，从而减少流体损失。在两相浸没式液冷系统中，服务器在拆除之后可直接使用。通常情况下，两相浸没式液冷系统每年的液体损失不超过2%。单相浸没式液冷系统采用碳氢类化合物冷却液，在将拆卸下来的服务器再次投入使用之前，首先需在清洁站中清除服务器中多余的冷却液。
不过要看到的是，虽然液冷技术存在了十多年，但在大规模应用方面，说它是一个新技术也不为过，是否接受绿色数据中心的概念，是首先要解决的问题，此外则是成本的因素，传统风冷行业十分成熟，而浸没式液冷虽然全生命周期的成本有优势，但是初投资较高，因为当前液冷的产业链规模处于培育的过程中，随着整个数据中心行业对液冷的接受程度越来越高，随着产业链的完善和共识的建立，液冷的成本最终会达到与风冷同等水平。
具体到落地，液冷也面临着一些挑战。首先是原有的风冷IDC如何适配液冷解决方案，比如承重、电气系统、监控系统等其次是风液冷兼容的IDC设计，一般来讲数据中心的生命周期为十年左右，其建筑结构要存在50年甚至更久，只有针对数据中心的功能分区做归一化和标准化，才可以达到兼容性，这样才可以实现从风冷到液冷的最小成本的过渡。
如此看来，浸没式液冷依然还有很长的路要走。
机房冷却技术的发展将在很大程度上推动着数据中心的发展，随着计算存储网络以及各种应用的加速，对数据中心的散热提出了更高的挑战，如何帮助数据中心达到节能绿色环保的要求，对液冷这个面世虽早，但仍然具有很大发展潜力的技术而言，也需要更多的实践探索，而最终随着产业链的完善和整个生态的建立，相信在不久的将来，全面实现绿色节能数据中心的目标也终将实现。
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