服務(wù)器散熱風(fēng)扇|服務(wù)器散熱方案簡(jiǎn)述

2022-04-19

很多家長(cháng)檢查孩子在家是否有偷看電視、偷玩電腦或者其他電子設備,

會(huì )去摸一下看其是否發(fā)熱,

而熊孩子會(huì )用濕毛巾冷敷、或者風(fēng)扇吹、開(kāi)空調等降溫方式應付,

其實(shí)就是在給電子設備散熱。

電視正常運行芯片所散發(fā)的熱量還不需要通過(guò)內置一個(gè)散熱風(fēng)扇進(jìn)行降溫散熱。

而電腦運行的時(shí)候,

所產(chǎn)生的熱量要高出電視很多倍,

而且隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步,

顯卡等非常占內存占能耗的硬件也被生產(chǎn)出來(lái),

使得我們的臺式機可以很流暢的運行大型3D游戲,

但也會(huì )產(chǎn)生大量的熱量,

這時(shí)候常規的散熱風(fēng)扇風(fēng)冷的效果肯定是不夠的。

因此這些年我們在PC電腦尤其是那些喜歡玩游戲的玩家心中,

水冷就是一個(gè)絕佳的選擇,

通過(guò)水冷設備給電腦降溫。

普通的電腦散熱況且這么麻煩,那么作為超級電腦的服務(wù)器散熱又該怎么做呢?

相當于普通計算機,

服務(wù)器內高功耗、高熱量的電子元器件更多,

服務(wù)器內部的發(fā)熱量也大幅增加,

此時(shí)需要布局高轉速的服務(wù)器散熱風(fēng)扇進(jìn)行散熱。

服務(wù)器散熱風(fēng)扇

服務(wù)器機箱的主板附近需要安裝強力的風(fēng)扇進(jìn)行散熱,

主板芯片組、CPU發(fā)熱快,

所以服務(wù)器機箱風(fēng)扇需要吹到內存和主板供電電路,

防止主板電容因長(cháng)時(shí)間溫度過(guò)高而爆漿。

散熱風(fēng)扇導風(fēng)罩運用以及CPU上的散熱器使CPU散熱效果明顯提升。

服務(wù)器散熱風(fēng)扇

服務(wù)器電源部分也需要布局輔助散熱風(fēng)扇,電源的功率大,散熱不好的話(huà)電源的元器件容易老化甚至損壞。

一般來(lái)說(shuō),服務(wù)器內部的散熱風(fēng)扇的作用是加快散熱片表面空氣的流動(dòng)速度,以提高散熱片和空氣的熱交換速度。

而服務(wù)器與外部的熱交換,主要是靠服務(wù)器機箱散熱風(fēng)扇。


一般單位或者機構的數據中心,基本都在一個(gè)非常密閉但是低溫制冷常年開(kāi)啟的“機房”里面,

在這個(gè)機房里空調溫度常年是開(kāi)在20°以?xún)鹊臏囟?,其目的就是通過(guò)機箱風(fēng)扇,補充外邊的冷空氣進(jìn)入服務(wù)器內,迫使大量發(fā)熱的服務(wù)器降溫。

這只是一些相對而言比較大的數據中心或者服務(wù)器的降溫選擇方式。

超大體量的服務(wù)器規模,如華為云、阿里云、微軟、蘋(píng)果等,這種“機房”顯然是不夠用的,那么這些科技巨頭們的服務(wù)器都是怎樣實(shí)現降溫的呢?


下面我們就來(lái)簡(jiǎn)單的了解一下各大科技巨頭的服務(wù)器選擇的散熱方式。

首先,是科技巨頭微軟,因為微軟這幾年水冷搞的是風(fēng)生水起有聲有色。

微軟作為全球電腦操作系統最大市場(chǎng)份額擁有者,

其數據中心的龐大數據存儲遠遠是其他公司所無(wú)法比擬的,

因此在如何給服務(wù)器散熱方面也是做了很多方方面的嘗試,

而最近這幾年最出名的莫過(guò)于微軟兩次開(kāi)啟的把自家服務(wù)器放到海底利用海水溫度降溫的實(shí)驗。

微軟的水下數據中心計劃始于8年前的2014年,當時(shí)微軟把差不多300多臺的電腦服務(wù)器,通過(guò)嚴格嚴密的防水技術(shù)給沉入到了美國加州海岸的海底。

利用海水的溫度和冷卻液帶出的溫度實(shí)現中和,降低服務(wù)器運行所產(chǎn)生的熱量。

微軟第一次嘗試并非完全準備利用海水降溫的方式來(lái)給服務(wù)器散熱,

而是通過(guò)科學(xué)實(shí)踐來(lái)論證這種海水水冷的方式是否可行。

最終的實(shí)驗數據表明這種方式是可行的,

并且對水下數據中心附近的生態(tài)環(huán)境影響十分微弱,

而且他們在第一次實(shí)驗的時(shí)候還發(fā)現水下數據中心還會(huì )吸引魚(yú)群等海底生物——就像海底生物喜歡在沉船等物質(zhì)周邊駐扎一樣。

于是微軟在2016年再次開(kāi)啟了第二次水下數據中心的計劃,

并且這一次他們把服務(wù)器包裝成更像珊瑚礁這樣的東西,

以求盡可能的進(jìn)一步減少對海洋環(huán)境的影響。


當然,目前全球大部分的科技公司服務(wù)器都還是使用的“風(fēng)冷”這種技術(shù),

不過(guò)他們的風(fēng)冷不是造一個(gè)巨大的鼓風(fēng)機對著(zhù)吹這種方式,

而是利用自然環(huán)境的風(fēng)能資源來(lái)實(shí)現空間散熱法。

比如我國的阿里云等大型科技公司,

把數據中心建設在了我國西部地區寧夏境內,

其目的就是充分利用寧夏的獨特氣候條件——風(fēng)能,

來(lái)達到自然風(fēng)制冷效果。

但是風(fēng)冷,

也未必是一個(gè)最好的解決方式,

因為就算地理條件和自然氣候再特殊也總不可能一年365天天天都是大風(fēng)天氣。

所以更多的企業(yè)會(huì )選擇更加穩定和物理降溫方式,

比如選擇一個(gè)地理環(huán)境和氣候條件都可以是“天然空調房”的位置。


那么這個(gè)位置不在別的地方,

也是在我國——貴州省安新區的大山中!

我國的大數據中心、華為、蘋(píng)果、騰訊等全球很多知名企業(yè)和集團都選擇了在我國貴州境內建設大型的數據中心,

目前可以說(shuō)全球最大的數據中心就在我國境內的貴州省。

首先,貴州地區雖然多山并且在江南地帶,但是尤其地處特殊的經(jīng)緯度上,就算是炎炎的夏日這里的溫度平均也就25攝氏度左右,可謂是天然的“恒溫箱”。
其次,貴州擁有很多喀斯特地貌所形成的天然溶洞,而這些溶洞只要稍微進(jìn)行一些人工加工就能變成絕佳的“低溫恒溫儲藏室”,用來(lái)開(kāi)發(fā)數據中心可以節省很大一筆建設成本。
第三,貴州這地方雖然也是中西部山區,但是其獨特的喀斯特地貌卻使云貴高原一代很少發(fā)生地震、泥石流、山體滑坡等自然災害。
而這種做法,被我們習慣稱(chēng)呼為“山冷”。在這些選擇“山冷”的數據中心中,華為云的山冷是規模最龐大的,基本上一座華為云的一起項目就把一座山給掏空了,可見(jiàn)“山冷”在云貴高原地帶是一個(gè)多么靠譜的辦法。

當然,不管是水冷、山冷還是風(fēng)冷,都有其獨到的優(yōu)勢特點(diǎn),也有著(zhù)其巨大的短板。

比如微軟的海水冷卻,雖然對海底環(huán)境在安全的情況下不會(huì )造成多大的損失,但是一旦發(fā)生防水設備的損壞或者突發(fā)破損情況那可就不好說(shuō)了。

冷卻液是有毒的,一旦因設備破損泄漏,對海洋環(huán)境將造成污染。再者,建設水下數據中心所花費的成本也是十分巨大的。

冷風(fēng)的制約條件我們前面已經(jīng)說(shuō)了,不是時(shí)時(shí)刻刻都有的風(fēng)能,是風(fēng)冷降溫最大的制約條件。
而山冷這種做法雖然是目前被使用最多的選擇,但是“山”本身也是一種不可再生的自然條件,一旦被過(guò)度開(kāi)發(fā)使用,也會(huì )造成不可逆的生態(tài)環(huán)境破壞。

因此,實(shí)際上并沒(méi)有很好的完美解決方案,現在國際上現行的集中給數據中心降溫的方式,也都是在現有條件下的嘗試和當下最優(yōu)的解決辦法。

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,未來(lái)或許會(huì )有更多更好的辦法解決我們日益龐大的數據運算需求。