正文
Dell为eBay设计的某冷板方案演变
水显然不能用于浸没式液冷,那么,第二个问题来了——
这是油吗?
矿物油在高性能计算(HPC)领域用作浸没式液冷是不乏先例的。举例来说,在2012年底Top500榜单上有3套系统进入前100名、最高列第7位的TACC(Texas Advanced Computing Center,德州先进计算中心),从2010年4月开始安装Green Revolution Cooling(GRC)的浸没式液冷方案。小范围使用之后,TACC的评价是:即使在100度(注:应为华氏度,约38摄氏度)的夏天,系统依然正常运行。
矿物油的优点和缺点都在于沾个“油”。如前所述,矿物油的比热容也不如水,但要做到绝缘可不要太容易。以GRC的ElectroSafe冷却剂为例,一种无毒、透明、无味的绝缘矿物油混合物,能够满足浸没式液冷的基本要求。
作为冷却剂,常温下的液体和气体,比热容相差不是很大(通常在十倍以内),气体可以达到较高的流速,但更多的吃亏在密度上——如GRC声称ElectroSafe冷却剂按体积算的热容是空气的1200倍(比热容是按质量算的,考虑到流速上的劣势,按体积算有夸大效果的嫌疑)。不过,在直接接触的情况下,液体还要考虑残留等问题。
所以,作为一种直接液体冷却(直接液冷)技术,
浸没式液冷的冷却能力比直接风冷强,效率又比间接液冷高
。至于冷却能力能有多强,效率能有多高,是否便于维护,则很大程度上取决于冷却剂的具体特性。
矿物油可以归入可燃物范围,需要经过额外的防爆处理。譬如,ElectroSafe冷却剂被美国国家防火协会(NFPA)评为0-1-0物质:无人体健康风险,但也只能说是“不易燃”,可以接受包括水在内的任何灭火物质。
2012年10月的TACC矿物油浸没式液冷机柜,可以看到系统在运行中,矿物油透明而不够清澈
更重要的是,油的黏性给日常运维带来不便:
GRC的官网显示,其CarnotJet系统的mPUE (mechanical PUE) 低于1.05,可达1.03,并有TACC的证言加持——“冷却10千瓦的功率只消耗大约300瓦。”如果这个数字没有夸大,“飞天·麒麟”浸没式液冷服务器的(局部)PUE是不是会更低呢?
既不是水,也不是油,那“飞天·麒麟”用的冷却剂——
究竟是什么?
先说答案:3M的电子氟化液。
再说特性:兼具水和矿物油的优点,以及少数水所没有的……缺点。
电子氟化液清亮、透明,流动性好,看起来很像水,近观完全没有矿物油那种油乎乎的感觉,也难怪很多不明就里的人误以为它是水。
与水相比,电子氟化液最大的优势当然是绝缘。所以,有时会被用在需要它是水(看起来像水)但又不能是水(不导电)的场合,而不是出于散热的诉求。
没看明白?容咱举个栗子先:2013年日立(HGST,现属于WD)推出了氦气密封硬盘——顾名思义,内部填充氦气(Helium),外壳密封(传统空气硬盘有透气孔及过滤器,维持内外气压平衡)。为了更直观的展示这一与众不同之处,日立多次在展会上把氦气硬盘泡“水”来突出其密封性,从最初的He6(6TB)到He8、He10和现在的He12,照片就不全列出了,以免喧宾夺主。
泡在电子氟化液中的Ultrastar He6充氦硬盘,注意容器上还标注了氦的分子量(4.0026)。7200RPM的硬盘远没到需要浸没式液冷散热的程度,当然右边的CPU受益于此,没有装散热片。后来在He8的展示中,CPU是加装了散热片的,氦分子量也标注为更精确的4.002602
前面提到的曙光展示和“飞天·麒麟”,则把氟化液用作浸没式液冷的冷却剂,也是本文要重点探讨的内容。