服務器散熱風扇|服務器散熱方案簡述

2022-04-19

服務器散熱風扇|服務器散熱方案簡述

很多家長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,

會去摸一下看其是否發熱,

而熊孩子會用濕毛巾冷敷、或者風扇吹、開空調等降溫方式應付,

其實就是在給電子設備散熱。

電視正常運行芯片所散發的熱量還不需要通過內置一個散熱風扇進行降溫散熱。

而電腦運行的時候,

所產生的熱量要高出電視很多倍,

而且隨著科技的不斷進步,

顯卡等非常占內存占能耗的硬件也被生產出來,

使得我們的臺式機可以很流暢的運行大型3D游戲,

但也會產生大量的熱量,

這時候常規的散熱風扇風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,

水冷就是一個絕佳的選擇,

通過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器散熱又該怎么做呢?

相當于普通計算機,

服務器內高功耗、高熱量的電子元器件更多,

服務器內部的發熱量也大幅增加,

此時需要布局高轉速的服務器散熱風扇進行散熱。

服務器散熱風扇

服務器機箱的主板附近需要安裝強力的風扇進行散熱,

主板芯片組、CPU發熱快,

所以服務器機箱風扇需要吹到內存和主板供電電路,

防止主板電容因長時間溫度過高而爆漿。

散熱風扇導風罩運用以及CPU上的散熱器使CPU散熱效果明顯提升。

服務器散熱風扇

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

一般來說,服務器內部的散熱風扇的作用是加快散熱片表面空氣的流動速度,以提高散熱片和空氣的熱交換速度。

而服務器與外部的熱交換,主要是靠服務器機箱散熱風扇。


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

在這個機房里空調溫度常年是開在20°以內的溫度,其目的就是通過機箱風扇,補充外邊的冷空氣進入服務器內,迫使大量發熱的服務器降溫。

這只是一些相對而言比較大的數據中心或者服務器的降溫選擇方式。

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


下面我們就來簡單的了解一下各大科技巨頭的服務器選擇的散熱方式。

首先,是科技巨頭微軟,因為微軟這幾年水冷搞的是風生水起有聲有色。

微軟作為全球電腦操作系統最大市場份額擁有者,

其數據中心的龐大數據存儲遠遠是其他公司所無法比擬的,

因此在如何給服務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于微軟兩次開啟的把自家服務器放到海底利用海水溫度降溫的實驗。

微軟的水下數據中心計劃始于8年前的2014年,當時微軟把差不多300多臺的電腦服務器,通過嚴格嚴密的防水技術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現中和,降低服務器運行所產生的熱量。

微軟第一次嘗試并非完全準備利用海水降溫的方式來給服務器散熱,

而是通過科學實踐來論證這種海水水冷的方式是否可行。

最終的實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環境影響十分微弱,

而且他們在第一次實驗的時候還發現水下數據中心還會吸引魚群等海底生物——就像海底生物喜歡在沉船等物質周邊駐扎一樣。

于是微軟在2016年再次開啟了第二次水下數據中心的計劃,

并且這一次他們把服務器包裝成更像珊瑚礁這樣的東西,

以求盡可能的進一步減少對海洋環境的影響。


當然,目前全球大部分的科技公司服務器都還是使用的“風冷”這種技術,

不過他們的風冷不是造一個巨大的鼓風機對著吹這種方式,

而是利用自然環境的風能資源來實現空間散熱法。

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——風能,

來達到自然風制冷效果。

但是風冷,

也未必是一個最好的解決方式,

因為就算地理條件和自然氣候再特殊也總不可能一年365天天天都是大風天氣。

所以更多的企業會選擇更加穩定和物理降溫方式,

比如選擇一個地理環境和氣候條件都可以是“天然空調房”的位置。


那么這個位置不在別的地方,

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、蘋果、騰訊等全球很多知名企業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行一些人工加工就能變成絕佳的“低溫恒溫儲藏室”,用來開發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“山冷”在云貴高原地帶是一個多么靠譜的辦法。

當然,不管是水冷、山冷還是風冷,都有其獨到的優勢特點,也有著其巨大的短板。

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

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

冷風的制約條件我們前面已經說了,不是時時刻刻都有的風能,是風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,一旦被過度開發使用,也會造成不可逆的生態環境破壞。

因此,實際上并沒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的解決辦法。

隨著科學技術的進步,未來或許會有更多更好的辦法解決我們日益龐大的數據運算需求。


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