IT 設備技術的變化一直是基礎設施中制冷解決方案研發的主要驅動力。盡管液冷已在大型主機和高性能計算（HPC）中部署多年，但當今對云、物聯網、人工智能和邊緣應用的需求再次引發 IT 技術的變化，這迫使人們重新審視液冷及新技術的研發。對數據中心能效和可持續性的關注日益增加，也使數據中心行業所面臨的壓力不斷增加，要求其開發和采用液冷系統等高效的制冷基礎設施。第 279 號白皮書《采用液冷技術的五大原因》描述了考慮這項技術的原因。數據中心所有者和設計人員經常對液冷的一些基本問題存在疑惑，比如：

? 為什么液冷在傳熱方面優于風冷？

? 液冷解決方案包括哪些類型？

? 每種液冷方法的優缺點是什么？

? 應該依據哪些標準在不同的液冷技術之間做出選擇？

在本白皮書中，我們將解答上述問題，并提供如何選擇適合您應用的液冷方法的相關指導。

風冷 vs. 液冷

IT 設備散熱的主要方法是將氣流流經設備機箱。對于常規的服務器，70%-80%的熱量由 CPU 產生，其余熱量則來自外圍設備，例如內存、電源、機械硬盤、固態硬盤（SSD）等。隨著圖形處理器（GPU）的使用日益增加，IT 機箱內部產生的熱量也在進一步增加。一塊 GPU 芯片的功率可以超過 400 瓦，和英特爾最新一代的至強處理器這樣的多核 CPU 的 400 瓦功率基本持平。

在同樣單位體積下，液體吸收熱量的能力更高。因此液冷技術能夠更高效地散熱，以及讓芯片能夠更高效地工作（例如，提升時鐘頻率）。此外，熱量可以通過干冷器，或者通過冷卻塔（在溫度較高的環境中）散發到大氣中。有時，熱量可以轉移到其他地方（例如區域供熱）循環利用。

我們在附錄中提供了水和空氣之間傳熱能力的詳細比較。

液冷對于數據中心應用來說并非新鮮事物。液冷的最初使用可以追溯到上世紀 60 年代，當時在 IBM 大型主機中用于解決固態設備的散熱難題，這些固態設備包裝緊湊且容許的工作溫度較低。不過，在上世紀 90 年代初，隨著互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術的出現，取代了雙極型半導體技術，功耗也隨之降低。結果，氣流對流冷卻再次成為 IT 設備默認的制冷方式。

目前，氣流對流冷卻在數據中心中仍占主導地位，但是液冷在電競游戲、區塊鏈挖礦和高性能計算（HPC）應用等需要采用更高算力的特殊服務器的場合中，得到了更廣泛的采用。液冷尚未在整個數據中心行業得到更廣泛的采用，主要原因在于通過增加邏輯核心數量來保持合理的功率極限，已能夠滿足計算需求。此外，數據中心行業普遍較為保守，新技術和架構的普及緩慢。