注册返回主站

曙光浸没到底用的什么液？

作者：兼祧
2024-07-04 18:26:05
分享：

| 文章来源曙光数创

“服务器真的可以泡在‘水’里降温吗？”

“曙光数创相变浸没液冷使用的液体到底是不是水？”

“为什么把服务器泡在液体里冷却比传统风冷效果好？”

“这种液体有什么特点？”

“听说能泡服务器的液体比茅台还贵？”

……

屏幕前的您，是不是也有同样的疑问？

本文将为您揭开曙光数创相变浸没液冷所用液体的神秘面纱！

曙光数创浸没液冷“一拖二”解决方案产品

随着5G、云计算、大数据、人工智能等新一代息技术的快速发展，息技术向传统产业加速渗透，产业数字化转型深刻改变着人类社会的生产和生活方式。数据中心作为“新基建”重要内容，被赋予了技术先进、绿色低碳等新内涵。

在大力建设绿色数据中心的大环境下，国内外众多业内厂商纷纷进行液冷数据中心制冷技术的探索与尝试。曙光数创作为液冷数据中心的先行者，旗下的SLiquid液冷技术品牌旗舰产品——相变浸没液冷数据中心基础设施解决方案C8000系列，可实现PUE低至1.04，不仅符合国家的各项政策要求，更是把节能做到了极致。能达到这样的高效散热效果，又绿色低碳，相变浸没液冷计算机中用到的液体，功不可没！

曙光数创相变浸没液冷服务器结构

这种液体并不是水，而是一种具有高绝缘、低沸点、大潜热、高稳定、低粘度、且绝对安全和环境友好（无臭氧破坏、温室效应低）的特殊液态介质，我们称之为“冷媒”。

冷媒是实现高效全浸式液体相变冷却技术的重要材料，液冷系统的换热效果、材料与号兼容性、安全性等都与冷媒自身的物性特征紧密相关。冷媒作为高效全浸式液体相变冷却技术的换热介质，其的筛选和测试都具有很大挑战。曙光相变浸没液冷计算机所使用的冷媒——电子氟化液，是曙光数创自主研发的产品，各项性能参数优于由中国息通研究院牵头发布的《数据中心液冷系统冷却液体技术要求和测试方法》（标准号YD/T3982-2021）的标准要求，可支持相变浸没液冷系统生命周期内可靠稳定运行。冷媒的整个研发过程科学严谨，技术先进，同时符合国家政策的要求，绿色环保。与国外同类产品相比，曙光数创冷媒在性能和成本方面具有比较明显的优势。

自主研发国产替代

曙光相变浸没液冷数据中心所使用的冷媒，由曙光数创自主研发，研发团队在全浸式液体相变冷却技术方面多年潜心研究，积累了扎实的理论基础，在冷媒选择性和适用性方面建立了多维度数据库，掌握冷媒的相关创新成果和核心技术，拥有冷媒技术相关的知识产权，并已实现全国产化的生产，并可替代国外同类产品。

曙光数创相变浸没液冷服务器

曙光数创拥有经验丰富的冷媒研发团队，拥有冷媒研究相关实验室液冷传热新材料实验室和理化分析实验室；通过对冷媒的化学结构研究，调控其物性，研制出适应不同液冷服务器需求场景的冷媒。同时，实验室可针对冷媒进行材料兼容性的长期可靠性测试、热平衡测试、仿真模拟分析、服务器性能测试等测试，构建了从基础研究、性能测试、兼容性测试、服务器适配性测试等全方位的研发测试平台。同时，曙光数创积极联合领域内优势高校和科研院所，与某研究所、北京某大学等一系列科研院所和高校建立了产学研合作关系，实现技术优势互补、互惠共同发展。

曙光数创在国家大力倡导自主可控的背景下，积极响应国家号召，通过深入研发，成功打破了国外冷媒的垄断状态，实现了冷媒的国产化替代。这一举措不仅增强了国内相关产业的自给自足能力，更展现了中国企业在高科技领域的自主创新实力。

性能更优技术更强

曙光数创凭借在相变浸没液冷计算机领域内的深厚积累，自主研发出性能卓越、技术更强的冷媒

（1）良好的热物理性能

曙光数创团队在冷媒的研发过程中，综合服务器的散热需求、液冷系统性能要求和数据中心整体运行工况，设计出综合性能优异的冷媒，具体热物性参数如下

高汽化潜热

可实现对超高热流密度芯片（>100W/cm2）的高效浸没散热，利用相变换热，可大大降低制冷功耗，极大提供设备部署密度和系统稳定性，且得益于高效散热性能，还可通过调整芯片运行频率提高计算的性能和系统资源利用效率。

无闪点，无燃点

数据中心内设备众多，线缆多，布线复杂，其重要性和复杂性不言而喻。冷媒作为液冷数据中心内重要材料，其安全稳定性至关重要。曙光数创对冷媒的闪点和自燃点依据国家标准GB/T21615-2008和GB/T21860-2008进行了检测，结果显示冷媒的闪点在300℃以上，并且在640℃以下没有发生自燃。

可控的沸点温度

曙光数创研发的冷媒沸点控制在40～60℃之间，在该温度范围内可确保服务器系统中主要芯片的结温低于80℃，提高了系统可靠性的同时，液冷系统的一次侧可采用高温水即可实现相变换热，能够忽略海拔、地域的差异，在各区域、季节实现自然冷却，可在全国进行推广应用。高温冷源出水温度较高，具有极高的余热利用价值，使得数据中心可实现算力与热力的联产，为新的运营模式奠定了基础。

良好的电绝缘性

为尽可能的降低液冷服务器的定制开发程度，同时确保服务器在冷媒中的长期运行的可靠性和安全性，需在充分了解服务器内各硬件的击穿特性基础上，选择高击穿电压值的冷媒。曙光数创研发的冷媒在电极间距为2.5mm±0.05mm的工况下测试，击穿电压≥40kV，其优异的电绝缘特性大大提升了服务器“风”转“液”的可能性，降低了研发难度。

（2）与电子元器件的良好材料相容性

将服务器浸没在冷媒中，须考虑服务器的电子元器件、结构件、密封件、焊料等所有涉液部件与冷媒的兼容性问题，确保其与冷媒长期兼容，不影响液冷服务器的长期稳定运行。曙光数创的研发团队自2012年即开始了冷媒相关兼容性研究，搭建专用兼容性测试平台，对服务器上使用的各类电子元器件和其他涉液部件进行累积数万小时的兼容性测试，对各部件发生的物理化学变化进行了精密的分析。同时，曙光数创对主要电子芯片在冷媒中的性能指标进行长期监测，确保整系统在冷媒中可长期可靠运行。曙光数创建立了适用于基于高效全浸式液体相变冷却技术的完善冷媒材料兼容性数据库。基于该数据库，曙光数创在实践中研发出一套自主可控的冷媒筛选及兼容性测试方法。自相变浸没液冷数据中心商业化以来，各项目的浸没液冷服务器运行正常。

（3）良好的高频号传输性

风冷服务器都是运行在空气中，而当服务器浸泡在冷媒中时，由于冷媒的介电常数、损耗角等物性与空气不同，服务器号在硬件主板上进行通传输时，号传输质量会有不良影响，号的能量会发生更快衰减，尤其是高频号的衰减，较低频号更为严重，这会严重影响服务器的性能。

针对这一问题，曙光数创主要从两个方面入手研究和解决。一方面曙光数创严控冷媒选型标准，不断优化冷媒的成分和配方，使其介电常数尽量接近1，尽可能降低对号传输的不利影响。目前曙光数创的所有冷媒介电常数均小于2。另一方面曙光数创对在浸没环境下的号传输硬件设计积累的了丰富的经验，比如多层板号传输保护、PCB表面号传输隔离、敏感芯片高频针脚处理、接头过孔等关键部位电磁兼容性优化等等，形成了行之有效的高频号硬件设计方法与部件选型与工艺处理规范，保障了在浸没环境中高频号传输的完整性。

（4）环保及稳定性

冷媒的物化特性不仅关系到服务器系统的稳定性，还需考虑确保运维人员的人身安全问题和对大气环境的影响，这也是曙光数创应承担的社会责任，所以曙光数创在冷媒开发过程中始终关注其安全性，将安全无毒和环境友好作为冷媒筛选原则。

曙光数创的冷媒已完成了急性毒性和慢性毒性测试在急性毒性测试中，分别进行了冷媒的急性吸入、急性经皮和急性经口试验，结果表明冷媒急性毒性均达到国家强制标准GB30000中的最高类别（类别5）以上要求；并对冷媒进行了急性眼刺激/腐蚀性试验，实验结果表明冷媒对眼睛无刺激性。在慢性毒性测试中，分别进行了冷媒的亚慢性吸入毒理试验和啮齿动物28天重复剂量经口毒性实验。经过一系列的毒性测试，可保证冷媒在部署和运维过程中人员的身体安全。冷媒的大气环境影响主要考虑的是对臭氧层破坏的影响和对温室效应的贡献两个方面，冷媒经过试验，其臭氧破坏潜能ODP值为0，全球变暖潜能GWP值小于150，符合《蒙特利尔议定书》、《保护臭氧层维也纳公约》、《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》中的相关规定。

曙光数创不仅在冷媒的研发上取得了突破性进展，更通过严格的测试、全面的兼容性研究以及对环保的坚守，确保了其冷媒产品在性能更优、技术更强的同时，兼具环境友好与高度的安全性。

成本可控低碳经济

冷媒的经济性需要综合考虑原材料的价格、生产工艺、运输方式、材料的使用周期及回收处理等因素，以达到最佳技术经济效益。随着高效全浸式液体相变冷却技术的市场认可度和相关产品的销量不断提升，越来越多人关注到冷媒的成本问题。曙光数创研发的冷媒，在保证产品性能和质量的前提下，不断对配方和生产工艺的提升，使得冷媒的价格符合市场行情及用户对产品的期待。

目前，曙光数创最新一代的冷媒成本不到国外同类产品售价的三成，有效的成本控制，将加速促进冷媒在相变浸没液冷数据中心的大规模普及和转化。

迭代升级精益求精

曙光数创的研发团队，秉承“持续创新”的理念，不断对冷媒进行迭代升级，从第一代的研发阶段，到第二代的成熟阶段，再到第三代的超越阶段，每一步都是技术的积累和沉淀。

曙光数创第二代冷媒于2017年已研发完毕，2018年投入使用，实现“自主研发、国产替代、性能更优、成本可控”的四大优势。

曙光数创投入数千万研发费用，在不断升级现有冷媒性能的同时，也同步布局开展冷媒的前沿基础性研究和技术储备，第三代在第二代基础上不仅性能得到提升，成本也得到了进一步优化。第三代冷媒新产品即将闪亮登场，让我们共同期待。

全生命周期运维管理

曙光数创经过多年冷媒的研发经验积累，建立一套体系健全的冷媒各类参数检测规范，并配备有先进的检测设备，从冷媒的全生命周期运维管理方案咨询，到冷媒的定期检测分析，再到不合格冷媒处理和回收等方面均可提供专业高效的一站式技术服务。因此，曙光数创不仅是高品质冷媒的提供商，更可提供冷媒在液冷数据中心全生命周期中的运维管理服务。

sLiquid and More!

超越液冷，探索无限可能！

曙光数创相变浸没液冷数据中心解决方案C8000系列就是采用这种自研自产的电子氟化液对服务器进行完全浸没式冷却，把服务器100%完全浸没到电子氟化液中，并通过电子氟化液从液相蒸发为气相的两相变化，利用汽化潜热吸收并带走服务器内全部发热元件产生的所有热量，这极大提高了整个数据中心系统的换热效率。这种相变浸没液冷技术可让芯片核心温度降低20℃~30℃，芯片性能约可提升10%~30%，可最大化利用计算能力，而单位算力的投资成本则可降低10%~25%。相变浸没液冷技术，无需部署传统的超高耗电量的风冷设施，极大地减少了对电能的依赖，真正做到了极致节能，全时全域自然冷却，PUE低至1.04，节约能效＞30%。