给IT设备“退烧”，人类想过这些招儿！
长期以来，如何以低成本“冷却”数据中心一直是一个令人头痛的问题。让这些*的家伙“冷静下来”并不容易，但微软最近想出了一个“妙招”——成功地完成了在苏格兰奥涅克水域的数据中心的水下部署，并通过“沉入大海”来“冷却”它。
随着大数据和云计算等信息技术的不断发展，数据中心正逐步向大规模、高密度发展。数据中心作为一种新型的基础设施，已经成为支撑城市建设和经济运行的中心系统。
所谓数据中心是指用于集中放置和管理各种信息技术设备及其配套设施的一种特殊建筑。使用相关设备可以实现数据的大规模存储和操作。一般来说，数据中心是一个大的计算机房。运行过程中的信息技术设备就像是不断产生热量的“火球”。如果这些设备的温度过高，芯片将无法稳定工作，*处理器等设备将无法正常工作，主板可能会烧坏成都中兰信息技术公司总经理戴强在接受《科技日报》记者采访时表示。因此，冷却系统需要持续吸收和消化“火球”产生的热量。
为了保持计算机房内合适的温度，避免数千台服务器因过热而停机，技术公司通常不得不支付巨额冷却成本。
那么，除了“沉入海中”，人类还有什么其他方法来冷却“火球”？
模式1空调冷却
能耗大，效率低，容易导致冷却不均匀。
目前，数据中心机房空调系统大多采用恒温恒湿空调设备。就像安装在家里的空调一样，空调的压缩机在电力驱动下工作，输送冷空气，然后通过冷热通道将冷空气送回房间，在保持室内湿度稳定的同时冷却房间。
空调产生的冷空气从架空地板下吹出，进入封闭通道，机柜前端的设备吸入冷空气。这些冷空气在与加热装置接触以吸收热量后将变成热空气，然后气体将从机柜的后端排放到热通道。最后，热通道中的气体将返回空调回风口。
“这种冷却方法消耗巨大的能量并且效率低。它需要先冷却空气，然后通过冷空气冷却加热的电子元件。它不能很好地控制电子元件的温度。同时，由于电子元件的表面积小，与空气的接触面积小，并且由于装置表面和空气之间的对流传热系数低，因此有必要通过配置具有更大体积的散热器来增加散热表面积，以满足电子元件在正常操作期间的散热要求。”中国科学院工程热物理研究所研究员胡告诉《科学日报》。
同时，空调的冷却方式也可能由于冷气流量分布不均匀而增加能耗。数据中心房间中的机柜是分层的。假设冷空气刚从最底层吹进来时温度为20摄氏度，当冷空气到达中间层时，温度可能上升到25摄氏度甚至更高，这将导致同一机柜的不同级别冷却不均匀。为了使顶层温度满足设备正常运行的温度要求，经常需要增加送风量，这将导致空调系统能耗的急剧增加。
模式2自然冷却
可以节约成本，但对空气质量的要求很高。
为了降低冷却系统的能耗和节约运营成本，越来越多的公司选择在人口稀少的高寒地区建立数据中心，希望利用自然环境中的冷空气来降低冷却成本。这种利用自然低温冷源进行冷却的方法称为自然冷却。微软将其数据中心沉入海底的方式是利用自然冷源降温的一种方式。
“这种冷却方法可能导致室内污染物浓度增加和湿度变化，从而导致设备故障。如果空气中有更多的灰尘，也可能污染电子设备。因此，这种方法要求高空气质量，并要求安装特殊的空气净化和除湿系统。实际上，没有多少数据中心应用这种冷却方法。”胡对说:
模式3液体冷却
用冷水带走热量，相变换热更有效。
对于一些高功率数据中心，一般的空气冷却方法不再能满足其冷却要求，因此许多数据中心使用强制液体冷却技术来散热。“强制液体冷却技术是一种通过泵和管道将液体工作介质传送到机柜或机柜内的加热部件进行热交换的冷却技术。它依靠液体工质的循环或相变带走热量，从而减少换热设备的换热面积，降低输配电系统的能耗。”胡对说:
所谓的工作介质是指热力发动机中用来完成能量转换的各种介质物质，例如蒸汽涡轮机中的蒸汽和内燃机中的气体。根据循环工质在换热过程中是否发生相变，液体冷却技术可分为单相冷却技术和相变冷却技术。
“如今的数据中心使用更多单相液体进行冷却。使用的主要材料是水，水通过水泵为整个循环系统提供动力。当水流过*处理器等加热设备时，会带走热量。同时，由于水的强制对流传热系数相对较高，传热能力相对较强。与气体冷却相比，单相液体冷却效率更高。”胡对说:
微槽群冷却技术是一种高强度的相变冷却技术，在冷却高性能计算机方面具有良好的应用前景。该技术单位面积换热能力更强，更适用于单位面积热负荷较高的制冷制热设备。“在进行热交换时，液态工作介质会在具有微米级结构的固体壁上形成一层薄液膜，并在加热时蒸发成气体。这是一种利用相变强化热交换机制的冷却方式，这种方式比没有相变的方式带走更多的热量。”胡对说:
例如，当相同质量的水通过加热装置时，水的温度将从20摄氏度上升到50摄氏度，并且带走的热量非常有限。但是当它从液态变成气态时，它可以利用水蒸发的潜热来带走更多的热量。从单位质量可以带走的热量来看，相变换热法可以带走大量的热量，这种冷却方法的冷却效率更高胡对说:实习记者卢成宽