規劃資料中心冷卻方案時 不可不知的5個關鍵知識

面對日益擴張的運算需求，為確保資料中心或伺服器機房的高效能與穩定性，採用先進的伺服器散熱解決方案已成為全球趨勢。不管是何種運算類型的伺服器，皆需要妥善的散熱解決方案，來協助達成降低耗能、提升效能的首要任務。

舉例來說，現大勢崛起的高效能運算（High Performance Computing, HPC），晶片功耗大幅提升，散熱需求也因此持續擴張。因此，在挑選適合的散熱冷卻技術時，除了評估機房的可裝置空間，也需將處理器的熱設計功耗與整體電力使用效率納入考量，來選擇最適用的伺服器散熱系統。

現在，就讓我們來了解，評估資料中心冷卻方案前，首要知道的5個技術詞彙。

TDP (Thermal Design Power) 熱設計功耗
熱設計功耗，或稱散熱設計功率，是指一顆CPU或GPU處理器達到最高負荷時，所釋放的最大熱量。雖然所使用的單位是瓦（W）或千瓦（KW），TDP並不代表處理器的最大功耗，而是處理器不得超過的功耗上限，避免散熱系統無法負荷，導致系統過熱損毀。《TDP 的定義是什麼？》

PUE (Power Usage Effectiveness) 電力使用效率
PUE是國際通用衡量資料中心能源效率的標準指標，是計算資料中心節能省電的標準，計算的方式是資料中心的「總用電量」與「供應IT設備的電量」之比；PUE值越接近1.0，代表機房空調冷卻或散熱系統所耗的電力更少，即資料中心所提供的電完全用於電腦運算。《理想的PUE比率是多少？》

Air Cooling 空氣冷卻
空氣冷卻式方案簡稱氣冷式方案，是透過伺服器內部的散熱鰭片、導熱銅管、風扇等冷卻零件達到均熱與散熱。散熱鰭片可增加關鍵零組件接觸空氣的面積，利用熱擴散來避免單一點過熱；再藉由導熱銅管與風扇，將冷空氣從進氣口吸入，流經伺服器內部，並利用持續的空氣循環帶走熱能，幫伺服器降溫。

Liquid Cooling 液體冷卻
液體冷卻是以液體作為熱能傳導機制的散熱方式，市面上常見的伺服器專用液體冷卻技術，分別為直接液冷（DLC），或稱直達晶片（D2C）液冷；以液體作為熱量傳導機制的散熱方式，利用水管輸送冷卻液體在伺服器中走一圈，透過導熱銅片將熱能帶走降溫，變熱的液體循環到外部後再轉換為冷卻液體或是蒸氣繼續循環利用。《為什麼需要液體冷卻？》

Immersion Cooling 浸沒式冷卻
透過將伺服器直接浸泡在不導電的液體中，直接將零組件產生的熱能傳導給流體，不需要其他主動式的冷卻零件，譬如散熱鰭片、導熱銅管或風扇等等，溫度上升的液體透過循環冷卻方式再回流繼續吸收熱能，可大幅提升能源效率。分為單相式與兩相式兩種類型，最主要的區別在於槽體的開閉，以及流體的差別。

● Single-Phase Immersion Cooling 單相浸沒式冷卻運作方式
伺服器及其他IT設備浸沒至導熱的介電液體槽中，流體以碳氫化合物合成具有高沸點，低黏度的特性不會改變其形態，無論是沸騰還是凍結，始終保持為液態。液體槽內安裝冷卻劑分配控制器（Coolant Distribute Unit）推動液體槽內的流體尋換，可因應需求再進一步將導熱液抽送到水箱外的熱交換器，將熱量傳遞到第二級冷卻迴路，例如建築物冷水。

● Two-Phase Immersion Cooling 兩相浸沒式冷卻運作方式
將伺服器浸沒至低黏度、不導電的冷卻液中，透過冷卻液與發熱零件的直接接觸以及液體循環來帶走運算設備中的熱；同時由於液體低溫蒸發的過程將熱從液體池內轉移到池外空間，通過熱交換，例如冷凝管，水蒸氣再次冷卻凝結流回冷卻液池中，如此週而復始，不斷循環。

深入閱讀：
《靈活、成熟和可靠的直接液體冷卻解決方案》
《兩相與單相浸沒式冷卻解決方案差異比較》

成功案例：
《技嘉高密度氣冷式伺服器 是歐洲頂尖理工學院加速運算關鍵》
《德國航太中心的太空成就，技嘉伺服器參與其中》
《技嘉協助日本電信巨擘KDDI開發「單相浸沒式冷卻資料中心」》
《技嘉助力半導體龍頭打造兩相浸沒式冷卻機房》

技嘉在伺服器與冷卻系統領域擁有專業的技術與豐富的經驗，無論是氣冷式、液冷式，或是最先進的浸沒式冷卻解決方案，皆可滿足各類產業客戶的需求。如果想諮詢更多關於產品的訊息，請聯繫我們。