从国产航母到AlphaGo：七问阿里浸没式液冷

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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：

• 运行中：矿物油的黏性比较高，即流动性比较差，冷却液泵要付出较多的能量让其流动起来；冷却液流出机柜所在的容器去到换热设备再回来，还要途经过滤设备，会进一步增大阻力。

• 维护时：附着在设备上的矿物油很难处理，无论是清洗或其他手段，保养都很麻烦。

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。

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