风冷和液冷有什么不同？GPU服务器用它降温有什么好处？

什么是液冷？

顾名思义，液冷就是采用冷却液体接触热源进行冷却的方式。

传统服务器的冷却方式是通过空气进行换热，该技术方案很好的将IT设备与冷却设备进行了解耦，从而使得制冷系统形式能够实现多样化，但由于空气比热容较小，体积流量受服务器进风口大小限制，换热能力有限。自然而然，为了提高换热效率，采用更高比热容的换热介质、更大接触换热面积的、更大的换热体积流量的方案就成为了提高制冷效率的必然选择。从这三方面考虑，采用全面浸没的换热方式显然具有更高的换热效率，从而可以实现更好的节能效果。因此，液冷技术就顺其自然的进入了数据中心领域。

什么是风冷？如何区别液冷和风冷？

很多人会把传统意义上的风冷和液冷所对应的“风冷”概念相互混淆。其实，传统上所谓的风冷和水冷，指的是数据中心制冷系统的室外侧冷却方式。其中传统上默认的服务器冷却方式都是空气冷却（风冷）；而液冷相对所说的风冷，指的是室内侧服务器的冷却散热方式，这二者完全是指的两个不同部分的换热形式。因此，可以参考冷水主机关于室内侧和室外侧换热整合的说法进行命名。按照数据中心室外侧散热方式+室内侧服务器换热方式的完整命名方式划分，可分为四种类型，其分类方式应该按照如图3所示两两组合：

 风冷与水冷场景定义

由此我们可以得到更为全面的室外侧+室内侧的冷却类型分类命名方法：分别是全风冷（代表：传统DX系统精密空调）、风冷液冷（液冷+干冷器/风冷冷凝器）、水冷风冷（代表：水冷冷冻水系统）和水冷液冷（液冷+冷却塔）四种形式。

由此我们可以看到，液冷和传统上数据中心所说的“风冷”并不是同一维度的事物，我们需要将室内外两侧区分开来看待，液冷同样具有多种的换热形式，可以实现完全不消耗水的空气冷却方案，也可以称之为风冷液冷或无水液冷。

作为国内液冷技术的领先者，海光芯创基于自身液冷集成平台所自研的液冷光模块，在数据中心节能减碳方面发挥了巨大价值。可直接降低数据中心运营成本，能耗降低近40%。海光芯创 液冷光模块

液冷不仅是散热方式的改变，更可能改变整个数据中心的生态，目前关于液冷标准还处在一个需要完善的阶段。未来，海光芯创将携手产业链上下游合作伙伴，推动液冷标准的完善，从而让液冷数据中心快速发展。

来源：阿里基础云设施 作者：严瀚（仅做信息交流使用。如有侵权，联系删除）

是R12、R134a、R600a。是液氮：液态的氮气。氮是不活泼的，不支持燃烧。汽化时大量吸热接触造成冻伤。在常压下，液氮温度为－196℃；1立方米的液氮可以膨胀至696立方米 21°C的纯气态氮。液氮是无色、无味，在高压下低温的液体和气体。

主要优势：

从水冷散热原理来看，可以分为主动式水冷和被动式水冷两大类。主动式水冷除了在具备水冷散热器全部配件外，另外还需要安装散热风扇来辅助散热，这样能够使散热效果得到不小的提升。

这一水冷方式适合发烧DIY超频玩家使用。被动式水冷则不安装任何散热风扇，只靠水冷散热器本身来进行散热，最多是增加一些散热片来辅助散热，该水冷方式比主动式水冷效果差一些，但可以做到完全静音效果，适合主流DIY超频用户采用。

CPU散热方式主要有一下几种
1 风冷散热方式，这个是最常见的，最常用的，也就是CPU风扇转动，带动空气从散热片中流过，从而把散热片传导的CPU热量带走，这个是最常见的
散热片通常是铝片，铜片，散热鳍片等，风冷也是最稳妥，最常见，最常用，最安全的散热方式
2 水冷散热方式，这个也是，这个常见于高端机，有分体式水冷和一体式水冷，主要是用于高端CPU，高性能CPU，由于发热量巨大，必须采用水冷才能正常运行，原理是利用微型水泵，带动散热液体，从CPU处带走热量，然后利用风扇，冷却散热液体，周而复始
水冷散热好处就是快，散热好，效率高，缺点就是太贵，普通的一体式水冷散热也得200多，还有就是一旦漏水，漏液，会损坏硬件
3 被动散热方式，这个常见于工控机，瘦客户机，服务器处理器，低端工业控制显卡GPU，生活中很少使用，也就是说，CPU的发热量不大，然后传导到散热片上，散热片会散发热量，不用风扇带动空气的
采用这种方式散热的机器常见于银行，通信公司等部门
4 辅助散热方式，这是最近几年新兴起的，常见于笔记本，台式机，但是数量很少，其实还是风冷和水冷的结合，大概是台式机外接一个水冷散热，散热装置在外，辅助散热，笔记本也可以通过改造，接一个辅助外置水冷散热，保持处理器温度低的，不常用的哦
5至于新型多媒体平台上所谓的液氮，萝卜青菜散热，个人不推荐，这个容易损坏硬件的，小白用户不要轻易尝试
6 亲，你学废了吗

是把服务器整体浸泡在沸点低（35℃左右）、绝缘、无腐蚀性的特殊液体里（有的是特殊的油、有的是氟化液），以液体为媒介把服务器中CPU、内存条、芯片组、扩展卡等电子器件在运行时所产生的热量通过冷热交换工程设计带走。
板式液冷服务器与浸没式液冷服务器最大的区别是，发热量最大的部件CPU不直接与散热液体接触，而是通过将液体灌输在传导设备中，CPU端与液体传导设备贴在一起，热量通过传导设备带走，从而达到散热效果。目前全球采用板式散热方式的相对多一些，因为该技术对比浸没式液冷服务器要解决的工业难题、成本都更低一些。

液冷散热是指通过液体来替代空气，把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走。那么浸没式液冷就是利用冷却液，将一排排的服务器等浸泡在绝缘冷却液里，更好的达到保护电子元器件低温运行的效果，也能更好地提升服务器的使用寿命。

一、数据中心与降温技术的演变

作为数据中心的自带命题，降温技术一直伴随着数据中心的发展阶段而不断升级。从阶段来看，两者的发展共同经历了四个阶段：

1在大型计算机机房时代，当时在降温方面的技术和经验，都处于比较低的水平。既缺乏精密的温度控制，也缺乏有效的防尘手段，起步阶段嘛，可以理解。

2在塔式服务器机房时代，开始有恒温恒湿的专用空调设备出现在机房中，并且有了新风系统和机房正压防灰尘。在数据处理和计算能力上都迈上了新台阶。

3在机架式服务器机房时代，已经广泛使用恒温恒湿的专用空调和初步的气流组织管理。这时的降温技术更加成熟，统一化、标准化管理能力也变得更好。

4在数据中心演变为云计算中心时代，高密度服务器、超大规模IDC成为主流。这一阶段的降温技术上，列间空调已经广泛使用，并且出现了精细的气流组织管理。

数据中心的发展与降温技术息息相关，两者相互促进，每一个阶段的数据中心，都要与之相匹配的降温技术。

二、对比比较

风冷散热与液冷散热对比

传统的风冷散热：通过散热器将CPU发出的热量转移至散热器块，然后通过风扇将热气吹走。因此还需要空调给环境降温。

液冷散热：指通过液体来替代空气，把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走

液冷散热运行相比于风冷散热更安静（没有风扇产生的噪音）；同体积液体比同体积空气带走的热量更多，导热更强，也就是降温效率更高；功耗也更低；而且采用液冷技术后，还可减少空调机的投入，节省空间。但液冷散热的成本高，维护比较困难。

目前市场中主要有两种形态的液冷服务器，一种是浸没式液冷服务器；第二种是板式液冷服务器。

冷板式液冷与浸没式液冷对比

冷板式液冷：发热量最大的部件CPU不直接与散热液体接触，而是通过将液体灌输在传导设备中，CPU端与液体传导设备贴在一起，热量通过传导设备带走，从而达到散热效果。

浸没式液冷：将发热器件浸没于液体中，通过直接接触进行热交换来降温。

目前全球采用冷板式散热方式的相对多一些，因为该技术对比浸没式液冷服务器要解决的工业难题、成本都更低一些。但浸没式液冷技术能在服务器架构上带来颠覆式改变， 对数据中心来说，冷板式液冷技术更多的是一种过渡技术，浸没液冷才是未来，因为它能以“釜底抽薪”的方式达到更好的降温效果。

三、液冷技术相关

冷却液的类型介绍：  

液冷分类为了水冷和其他介质冷却，可用的其他介质包括、矿物油、电子氟化液等

1水：比热容大，无污染但并非绝缘体，只能应用于非直接接触型液冷技术中。

2矿物油：是一种价格相对低廉的绝缘冷却液，单相矿物油无味无毒不易挥发，是一种环境友好型介质，但矿物油粘性较高，比较容易残留，特定条件下有燃烧的风险。

3氟化液：由于具有绝缘且不燃的惰性特点，不会对设备造成任何影响，是目前应用最广泛的浸没式冷却液。

按照冷却原理，又将液冷分为了冷板式液冷（间接式冷却）和浸没式液冷（直接式冷却）两种系统模式，上面已经做过对比。

综合来说，浸没液冷大幅降低传热温差，利用浸没式液冷整个数据中心的生态和运算能力都能得到良好优化，也更有助于提高高密度运算性能，计算密度和性能能实现新的突破。

冷服务器是一款具备综合性能更稳定、部署环境更绿色、能源损耗更低、几乎无噪音等超多优点的新型高效节能产品。

随着高性能计算和智慧计算技术的飞跃，全球信息化高速发展，各行各业IT基础设施的算力性能迎来飞速迭代升级。而服务器关键芯片及相关零部件功耗的不断攀升，已然接近甚至部分已经超过了风冷散热的解热极限。
液冷散热技术凭借液体的高比热容特性，通过直接或间接接触热源，可比风冷散热带走更多的热量，实现服务器设备算力的稳定输出及计算性能的高效提升。
蓝海大脑液冷数据中心突破传统风冷散热模式，采用风冷和液冷混合散热模式——服务器内主要热源 CPU 利用液冷冷板进行冷却，其余热源仍采用风冷方式进行冷却。通过这种混合制冷方式，可大幅提升服务器散热效率，同时，降低主要热源 CPU 散热所耗电能，并增强服务器可靠性。经检测，采用液冷服务器配套基础设施解决方案的数据中心年均 PUE 值可降低至 12 以下。

所谓液冷，是指通过某种液体，比如水、氟化液或是某种特殊的不导电的油，来替代空气，把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走。其工作方式大致可以分为两种，一种是间接的冷板方式，即器件本身不直接接触液体，而是先把热量传输给装有液体的铜制冷板，再通过液体循环带出设备，由于冷板只能覆盖部分发热元件，其他元件的热量仍然需要风扇来将热量带出去;另一种是直接的浸没方式，即把器件甚至是整机直接浸泡在液体中，再通过液体循环把热量带出去，完全不需要风扇。打个不太恰当但可能很形象的比喻，前者象是把铜壶放在电炉上烧水，后者是在用热得快烧水，前者是对风冷方式的改良，是早期数据中心液冷技术向单机系统的迁移，后者则显然更具革命性。

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