服务器散热风扇|服务器散热方案简述

2022-04-19

服务器散热风扇|服务器散热方案简述

很多家长检查孩子在家是否有偷看电视、偷玩电脑或者其他电子设备,

会去摸一下看其是否发热,

而熊孩子会用湿毛巾冷敷、或者风扇吹、开空调等降温方式应付,

其实就是在给电子设备散热。

电视正常运行芯片所散发的热量还不需要通过内置一个散热风扇进行降温散热。

而电脑运行的时候,

所产生的热量要高出电视很多倍,

而且随着科技的不断进步,

显卡等非常占内存占能耗的硬件也被生产出来,

使得我们的台式机可以很流畅的运行大型3D游戏,

但也会产生大量的热量,

这时候常规的散热风扇风冷的效果肯定是不够的。

因此这些年我们在PC电脑尤其是那些喜欢玩游戏的玩家心中,

水冷就是一个绝佳的选择,

通过水冷设备给电脑降温。

普通的电脑散热况且这么麻烦,那么作为超级电脑的服务器散热又该怎么做呢?

相当于普通计算机,

服务器内高功耗、高热量的电子元器件更多,

服务器内部的发热量也大幅增加,

此时需要布局高转速的服务器散热风扇进行散热。

服务器散热风扇

服务器机箱的主板附近需要安装强力的风扇进行散热,

主板芯片组、CPU发热快,

所以服务器机箱风扇需要吹到内存和主板供电电路,

防止主板电容因长时间温度过高而爆浆。

散热风扇导风罩运用以及CPU上的散热器使CPU散热效果明显提升。

服务器散热风扇

服务器电源部分也需要布局辅助散热风扇,电源的功率大,散热不好的话电源的元器件容易老化甚至损坏。

一般来说,服务器内部的散热风扇的作用是加快散热片表面空气的流动速度,以提高散热片和空气的热交换速度。

而服务器与外部的热交换,主要是靠服务器机箱散热风扇。


一般单位或者机构的数据中心,基本都在一个非常密闭但是低温制冷常年开启的“机房”里面,

在这个机房里空调温度常年是开在20°以内的温度,其目的就是通过机箱风扇,补充外边的冷空气进入服务器内,迫使大量发热的服务器降温。

这只是一些相对而言比较大的数据中心或者服务器的降温选择方式。

超大体量的服务器规模,如华为云、阿里云、微软、苹果等,这种“机房”显然是不够用的,那么这些科技巨头们的服务器都是怎样实现降温的呢?


下面我们就来简单的了解一下各大科技巨头的服务器选择的散热方式。

首先,是科技巨头微软,因为微软这几年水冷搞的是风生水起有声有色。

微软作为全球电脑操作系统最大市场份额拥有者,

其数据中心的庞大数据存储远远是其他公司所无法比拟的,

因此在如何给服务器散热方面也是做了很多方方面的尝试,

而最近这几年最出名的莫过于微软两次开启的把自家服务器放到海底利用海水温度降温的实验。

微软的水下数据中心计划始于8年前的2014年,当时微软把差不多300多台的电脑服务器,通过严格严密的防水技术给沉入到了美国加州海岸的海底。

利用海水的温度和冷却液带出的温度实现中和,降低服务器运行所产生的热量。

微软第一次尝试并非完全准备利用海水降温的方式来给服务器散热,

而是通过科学实践来论证这种海水水冷的方式是否可行。

最终的实验数据表明这种方式是可行的,

并且对水下数据中心附近的生态环境影响十分微弱,

而且他们在第一次实验的时候还发现水下数据中心还会吸引鱼群等海底生物——就像海底生物喜欢在沉船等物质周边驻扎一样。

于是微软在2016年再次开启了第二次水下数据中心的计划,

并且这一次他们把服务器包装成更像珊瑚礁这样的东西,

以求尽可能的进一步减少对海洋环境的影响。


当然,目前全球大部分的科技公司服务器都还是使用的“风冷”这种技术,

不过他们的风冷不是造一个巨大的鼓风机对着吹这种方式,

而是利用自然环境的风能资源来实现空间散热法。

比如我国的阿里云等大型科技公司,

把数据中心建设在了我国西部地区宁夏境内,

其目的就是充分利用宁夏的独特气候条件——风能,

来达到自然风制冷效果。

但是风冷,

也未必是一个最好的解决方式,

因为就算地理条件和自然气候再特殊也总不可能一年365天天天都是大风天气。

所以更多的企业会选择更加稳定和物理降温方式,

比如选择一个地理环境和气候条件都可以是“天然空调房”的位置。


那么这个位置不在别的地方,

也是在我国——贵州省安新区的大山中!

我国的大数据中心、华为、苹果、腾讯等全球很多知名企业和集团都选择了在我国贵州境内建设大型的数据中心,

目前可以说全球最大的数据中心就在我国境内的贵州省。

首先,贵州地区虽然多山并且在江南地带,但是尤其地处特殊的经纬度上,就算是炎炎的夏日这里的温度平均也就25摄氏度左右,可谓是天然的“恒温箱”。
其次,贵州拥有很多喀斯特地貌所形成的天然溶洞,而这些溶洞只要稍微进行一些人工加工就能变成绝佳的“低温恒温储藏室”,用来开发数据中心可以节省很大一笔建设成本。
第三,贵州这地方虽然也是中西部山区,但是其独特的喀斯特地貌却使云贵高原一代很少发生地震、泥石流、山体滑坡等自然灾害。
而这种做法,被我们习惯称呼为“山冷”。在这些选择“山冷”的数据中心中,华为云的山冷是规模最庞大的,基本上一座华为云的一起项目就把一座山给掏空了,可见“山冷”在云贵高原地带是一个多么靠谱的办法。

当然,不管是水冷、山冷还是风冷,都有其独到的优势特点,也有着其巨大的短板。

比如微软的海水冷却,虽然对海底环境在安全的情况下不会造成多大的损失,但是一旦发生防水设备的损坏或者突发破损情况那可就不好说了。

冷却液是有毒的,一旦因设备破损泄漏,对海洋环境将造成污染。再者,建设水下数据中心所花费的成本也是十分巨大的。

冷风的制约条件我们前面已经说了,不是时时刻刻都有的风能,是风冷降温最大的制约条件。
而山冷这种做法虽然是目前被使用最多的选择,但是“山”本身也是一种不可再生的自然条件,一旦被过度开发使用,也会造成不可逆的生态环境破坏。

因此,实际上并没有很好的完美解决方案,现在国际上现行的集中给数据中心降温的方式,也都是在现有条件下的尝试和当下最优的解决办法。

随着科学技术的进步,未来或许会有更多更好的办法解决我们日益庞大的数据运算需求。