在过去几年里，液冷技术，尤其是两相浸没冷却技术，受到了极大的关注。有些人甚至断言，这项技术将成为数据中心冷却行业的下一次革命，并占据主要市场。在线搜索可以发现，一些不太知名的分析机构发布了多份报告，声称这项技术即将爆发性增长。然而，为什么像Gartner、IDC和Forrester Research等知名分析机构却没有发布如此乐观的市场预估呢？
事实表明，两相浸没冷却技术预期中的爆发性增长尚未实现。
▌早期问题和技术挑战
两相浸没冷却技术面临严重的“初期问题”，这可能是其成长轨迹的一部分。任何新技术在从概念走向成熟的过程中都会遇到障碍。当前，两相浸没冷却技术面临的主要挑战包括健康、腐蚀、生锈和安全隐患。在这些问题得到彻底解决之前，这项技术可能只会出现在由资金充足的企业支持的少量试验或实验性项目中。
以下是这些挑战的概述，以及行业为克服它们所做的努力：
01.化学品的毒性
最近，一个主要障碍是两相浸没冷却中使用的化学液体的毒性问题。由于这些液体中的某些化学成分引发了诉讼，供应商已经开始停止生产相关化学品。这些诉讼涉及PFAS（全氟和多氟烷基物质），一种“永久化学物质”，难以自然分解，并可能导致癌症。目前，美国一些城镇与PFAS相关的和解金额正谈判至100亿美元。
由于这些毒性问题，微软和Meta等企业已暂停两相浸没冷却技术的研究。许多液冷领域的专业公司也大幅缩减了相关计划。
Vertiv的液冷产品经理Simon Brady表示：“与行业中的许多人一样，我们因冷却剂问题而暂时搁置了两相浸没冷却的研究。”
需要注意的是，这些毒性问题主要与两相浸没冷却相关，而单相浸没冷却使用的液体通常更温和，风险也较低。
02.腐蚀问题
如果昂贵的硬件被浸没在液体中，这些液体必须不能腐蚀硬件。然而，一些用于浸没冷却的液体的腐蚀性比最初想象的更强。
某些供应商使用矿物油和白油作为热传导液体。虽然它们成本较低，且具有良好的绝缘性能，但通常含有某些硫化物，这些化学成分会促进腐蚀，直接侵蚀电子设备中的铜和锌。此外，硫离子可能与铜离子结合形成腐蚀性物质。
Engineered Fluids的首席科学家David Sundin博士表示：“解决硫腐蚀问题的困难在于，这类故障通常被认为是随机设备故障，因为其机制尚未被充分理解或重视。”
03.细菌问题
细菌问题更多出现在基于水的液冷系统中，但也有一些问题出现在介电液体中。热量是化学反应的催化剂，会加速某些液体中的细菌繁殖。例如，当水在铝和铜之间流动时，会发生电子转移，导致退化和变色。
解决这一问题的方法包括添加腐蚀抑制剂、小剂量的杀菌剂，或在水中加入少量银以阻止细菌生长。
04.容器和管道材料
浸没冷却容器和管道的材料也可能引发问题。3M建议，两相浸没冷却容器不应由塑料制成，因为塑料会吸收和传导水分，给容器的干燥系统带来负担。玻璃可以用来制作容器，但玻璃面板的边缘密封可能会有问题。理想情况下，容器应由不锈钢、碳钢或铝制成，并进行焊接。
对于电缆，如果使用聚氯乙烯（PVC）包覆的电缆，应注意其含有3-30%的油，会污染液体。可以通过预清洗和蒸汽脱脂去除大部分油脂，但仍需添加液体净化系统以进一步清理。
05.漏液问题
尽管浸没冷却系统制造商尽力防止漏液，但液体总是可能找到突破口。漏液可能对数据中心设备造成灾难性后果。保险公司和设备供应商可能会因浸没液体泄漏造成的损害而拒绝赔偿或履行保修责任。此外，液体到达使用寿命后可能需要进行危险废物处理，这将增加成本。
06.维护与空间需求
浸没冷却的维护和空间需求也是难题。设备维护可能需要特殊的服装（如潜水服）、专业培训，甚至需要在浸没系统上方安装起重机来提取服务器。此外，浸没冷却机架通常比传统机架更宽、更深，可能需要重新配置机房空间。
▌未来展望：两相浸没技术的发展
尽管存在种种挑战，许多供应商、大型企业、研究实验室和超算中心仍在投资浸没冷却技术，并尝试找到解决方案。
更好的冷却液正在出现。例如，Submer开发的合成介电冷却液能够防止氧化，并通过阻止电子的不稳定性提高稳定性。中国的KeenCool开发出一种单相浸没冷却液，声称其成本不到商用液体的10%。
Omdia分析师Vladimir Galabov表示：“随着新挑战的解决，浸没冷却的成本将逐步降低。”
最终，这些突破可能为两相浸没技术的复兴铺平道路，或者被整合到单相浸没冷却系统中。
电池资料
2022-03-30
2022-06-15
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