在当今这个数据驱动创新的时代，全球数据的指数级增长和高级数据分析技术的进步以及人工智能的热潮正引领着IT基础设施的变革，基础设施的规模在不断扩大，性能显著提升，同时功耗也在逐步增加。
无论是运营数据中心还是管理IT基础设施，企业面临的挑战随着工作负载的增加和硬件的升级而变得更加严峻，随之而来的是不可避免的挑战——让IT系统保持凉爽，而这也就催生出了液冷技术。
虽然不是一项新技术，但液冷技术现在正在彻底改变数据中心的冷却方式，随着高性能计算需求的激增，液冷技术在市场中的接受度越来越高，市场规模也越来越大。那么，究竟是哪些因素在推动液冷技术在数据中心的广泛应用呢？
推动液冷技术
广泛应用的三大趋势
众所周知，人工智能的兴起极大地推动了液冷服务器市场的快速增长。但在人工智能热潮之前，IT技术的发展便已对数据中心的冷却系统提出了更高的要求。
从宏观层面来看，这些需求主要涉及硬件功耗的持续迭代、更高密度的部署需求，以及对能源和空间的高效利用，其核心目标是追求更高的效率。而具体到行业得变化，这些需求可以归纳为三大趋势：
趋势一
由计算密集型工作负载引发的
功耗增长
进入21世纪，企业积累的数据量正以指数速度激增，据IDC的统计和预测，全球数据量在2010年仅为2 ZB，到2025年预计将高达175ZB。因此，我们迫切需要更强大的工具和技术，将这些庞大的数据资源更有效的转化为推动业务增长的深刻洞察。
在这种情况下，虚拟化、容器化成为提高资源利用率、增强灵活性的关键技术趋势，而这就导致计算需求的快速增长并带来了更高的功耗：例如容器化，由于它消除了操作系统层，使软件能够独立于操作系统运行，这带来了更高计算资源利用率，从而增加了每台服务器的功耗。
而从硬件层面来讲，随着人工智能、数字孪生、数据加密等技术的发展，为了满足日益增加的计算密集型需求，在过去的十年里，CPU的核心数量和频率大大增加，而CPU的热设计功耗(TDP)在经历了短短几代处理器后几乎翻了一番。
随着CPU性能逼近极限，GPU、NPU等专用芯片应运而生，以分担计算负荷。然而，这些处理器数量的增加不仅意味着更高的电力需求，也带来了更为严峻的散热挑战。
这些变化共同推动了硬件计算能力的增强和计算需求的增长，进而增加了硬件产生的功耗和热量。液冷技术作为一种高效散热解决方案，对于应对数据中心内由更高密度硬件引发的温升问题发挥着至关重要的作用。
趋势二
数据中心的密度和空间限制
在传统的数据中心布局中，为了适应不同计算密度并分散热量以满足冷却需求，产生更多热量的高功率密集型机柜通常会被分散布置。然而，随着功率密集型机柜的增加，更分散的布局就意味着更多的布线长度和成本，导致效率降低、成本上升。
同时，随着高性能计算和AI等对算力需求极高的工作负载日益增长，服务器需要尽可能地靠近彼此，以减少计算资源间的数据传输延迟，从而提升整体效率。而当这些“热量怪兽”集中在一起时，它们就对冷却系统提出了更大的挑战，增加了散热负担。
在这种情况下，液冷技术能够显著减少机柜与硬件间所需的空间，使得功率密集型服务器得以紧密排列。即使功率密度继续增加，数据中心也能留有余地提升计算能力，这对于空间宝贵的数据中心尤为重要。
而由于液体冷却在热传导效率上远超空气冷却，因此更多的电力可以被直接用于计算任务，而非风扇等冷却设备，从而实现计算资源的高效利用。
趋势三
基础设施由集中式
向分布式的转型
随着边缘计算的重要性日益凸显，众多企业正将传统的集中式基础设施转变为更分散的架构。在边缘位置，最终用户产生的数据量激增促使着企业迫切需要在数据源附近处理数据，从而减少延迟、提升性能和降低网络传输成本。
长期以来，液冷技术主要集中在大城市的高密度数据中心。但随着边缘计算的兴起，企业需要在边缘位置获得更多的计算能力，尤其是在建筑、石油和天然气以及医疗保健等行业，这些行业的数据存储和计算需要位于最终用户附近。
而随着边缘计算与人工智能技术的共同进步，边缘站点需要支持更高计算密度和更高能耗的应用程序及基础设施，液冷技术以其在有限空间内高效部署大量计算资源的能力，成为适应空间受限的边缘环境的理想选择。
这些趋势正是推动液冷技术发展的底层原因，无论是运行人工智能程序、处理大规模数据或其他计算密集型工作负载，所需的功率越大，系统温度就越高，传统的空气冷却技术已被当今的需求推向极限。
而随着人工智能、数字孪生等技术的广泛应用，一个很显然的趋势是，未来的计算密集型工作负载将越来越多，而在未来的数据中心里，液冷技术无疑将占有一席之地，为应对这些高密度计算需求提供有效的散热解决方案。
多年液冷技术创新
戴尔科技液冷方案值得信赖
技术的革新永无止境，未来处理器的散热挑战将更为严峻，因为其热密度将超过燃气喷灯的火焰。没有企业会因为硬件过热而放缓业务发展的步伐，而戴尔科技集团的液冷方案能够确保您的业务持续加速。
作为全球领先的IT端到端解决方案供应商，戴尔科技在液冷领域深耕多年，是业界最早几乎全线服务器产品支持液冷的厂家，早在2010年便已经完成了单相浸没式液冷解决方案的商业化部署。到2023年，戴尔科技每年交付数万台液冷服务器，拥有完备的技术方案和优秀的液冷基础设施供应链，可提供包括液冷服务器、集成式机架、模块化数据中心等一系列解决方案。
采用直接液体冷却(DLC)的PowerEdge服务器是戴尔液冷解决方案的核心部分。以PowerEdge XE9640为例，作为一款2U插槽服务器，通过新一代英特尔至强处理器中多达56个核心的高核心数量，以实现不折不扣的高性能，满足计算密集型工作负载。同时，其高额的GPU容量最大限度地利用了宝贵的数据中心空间。
由于采用DLC直接液体冷却技术，PowerEdge XE9640的机架密度是风冷平台的两倍，同时减少了数据中心对冷空气的需求。冷板作为其冷却系统的心脏，将热量高效传递到专门设计的液体冷却剂中，从而安全地将其从关键部件中带走，在效率和成本效益方面优于传统风冷系统。
PowerEdge XE9640的内部液冷模块
当然，部署液冷服务器是一个定制化的系统工程，而客户最关注的往往是其安全性和可靠性。
为了消除对漏液的担忧，PowerEdge XE9640在iDRAC 中提供了泄漏检测报告，在冷却系统、CDU和冷却回路周围遍布漏液检测点，一旦水滴到这些检测点上，开路回路就会检测到短路从而发出漏液警告。
除此以外，戴尔科技还考虑到了盲插拔插的磨损问题、密封圈材质选择、冷却液导热效率、微生物滋生和结垢等一系列问题，带给用户最可靠、最稳定的产品体验。
当然，戴尔科技不仅可以为客户提供解耦的冷板和浸没解决方案，给予客户充足的技术灵活性，也提供整机柜的一站式交付解决方案让客户开箱即用，与客户的标准DIY安装相比，戴尔科技的机架集成服务(IRSS)可将基础架构部署速度提升2倍，大大节省了部署时间。
IRSS可处理高达264 kW以上的功率密度，最新的Integrated Rack 5000系列(IR5000)拥有极高的GPU容量，可支持的GPU数量高达96个，同时提供液冷和风冷双选项，进一步扩大用户在各类处理器上的选择范围。
结 语
随着高性能计算和计算密集型工作负载的增多，液冷技术因其高效散热、节能、环保等优势，正逐渐成为数据中心发展的重要趋势。根据赛迪顾问发布的《2023中国液冷应用市场研究报告》表明，数据中心液冷技术正步入稳步发展期，液冷数据中心每kW的散热成本逐年下降，驱动着液冷技术在数据中心的进一步普及。
在液冷逐渐成熟并快速发展的现在，无论是扩展IT环境以满足新的业务需求，还是只想让现有基础架构适应未来需求，戴尔科技全面、可靠的液冷解决方案都可以帮助您的数据中心保持凉爽，并在竞争中处于领先地位。
