继云计算巨头失火事件后，微软决定送数据中心去“泡澡”

转载：本文来自微信公众号“CSDN”（ID:CSDNnews），作者：郑丽媛，转载经授权发布。

上个月，欧洲云服务巨头 OVH 数据中心起火，导致大量网站瘫痪，甚至部分客户数据完全丢失且无办法恢复。

彼时，有关数据中心保护嘅话题一度引起热议，其中“散热”更一直是数据中心面临嘅一大难题，国内外大厂也各出奇招：阿里利用湖水制冷技术在千岛湖设立数据中心；Facebook 将数据中心建在接近北极圈嘅瑞典，用风扇引入极地冷风；腾讯云贵安七星数据中心也设立在贵州阴凉嘅山洞之中……

而之前直接将数据中心放进大海嘅微软，更是得到‌意外嘅收获：水下数据中心嘅服务器故障率比传统数据中心更低。

或者是以此为灵感，微软最近又开始捣鼓新嘅散热方式‌：将服务器侵入“液体浴池”。

（图片来自微软）

空气冷却仲未够

近年来，大部分数据中心都喺度采用空气冷却嘅方法使其降温，即利用外部空气，通过蒸发将温度降至 35 摄氏度以下。

但係随住芯片嘅发展，更多嘅晶体管封装到相同尺寸嘅芯片上，计算机处理器嘅运行速度几乎每两年翻一番，对人工智能等高性能应用嘅更快计算机处理器嘅需求也正喺度加速增长。

因此，为‌满足性能需求，计算机行业已经转向可以处理更多电能嘅芯片架构。例如，中央处理单元（CPU）已从每个芯片 150 瓦增加到 300 瓦以上；图形处理单元（GPU）已增加到每个芯片 700 瓦以上。

通过处理器输送嘅功率越高，芯片嘅散热越多，而为‌避免芯片过热产生故障，冷却要求也随之提高。

对此，位于雷德蒙德嘅微软数据中心高级开发小组嘅工程师兼副总裁 Christian Belady 表示：“空气冷却仲未够。噉就是促使我哋采用浸入式冷却嘅原因，我哋可以在其中直接蒸发掉芯片表面嘅热量。”他指出，液体嘅传热效率比空气高几个数量级。

由此，微软开始采用液体冷却方式：将服务器浸泡在液体中。

两相浸入式冷却：即“浴缸”

将计算机配件浸入液体度，乍一听似是天方夜谭，但对早已将数据中心沉入大海嘅微软而言不过是家常便饭嘎啦。

探索水下数据中心潜力嘅 Natick 项目使微软取得‌不小嘅收获，项目负责人 Ben Cutler 发现：“数据中心在水中嘅故障率系喺陆地上嘅八分之一。”通过初步分析，出现呢种结果嘅主要原因是处于水下嘅数据中心没有湿度和氧气嘅腐蚀干扰。

因此，微软目前选择直接将服务器嘅硬件浸泡在液体度，微软数据中心高级开发团队嘅首席硬件工程师 Husam Alissa 解释道：“我哋将海引入‌服务器，而唔系将数据中心置于海底。”

微软称呢种散热方法为两相浸入式冷却，浸泡嘅液体用嘅系 3M 公司特别设计嘅不导电液体。工作原理是：呢种液体以氟碳为基础，当佢直接接触到服务器组件时，吸收热量易达到较低嘅沸点——50 摄氏度，蒸汽遇到冷凝器就自动液化为液体落回服务器度，从而形成一个闭环冷却系统，并且由于不需要额外嘅能量让液体流动，冷凝器也不需要冷却器，大幅降低‌成本。

（图片来自微软）

Belady 在接受 The Verge 嘅采访时，将其形象形容为：“这实际上系一个浴缸。”他比喻道：“架子将躺在浴缸内，你所睇到嘅沸腾现象，好似在锅子里沸腾一样。只不过，你锅中嘅沸腾温度为 100 摄氏度，而我哋是为 50 摄氏度。”

微软技术研究员兼公司副总裁 Marcus Fontoura 也对呢种方法十分睇好。他认为，向两相浸入式冷却转变可以提高灵活性，从而有效地管理云资源。例如，管理云资源嘅软件可以将数据中心计算需求中突发嘅峰值分配畀液冷储罐中嘅服务器。因为呢啲服务器可以在较高嘅功率下运行（即超频），而没有过热嘅风险。

缓解水资源短缺

在提到呢种方法嘅灵感启发时，微软明确指出是受到‌近年来加密货币矿场使用呢种液体冷却技术来辅助开采加密货币嘅影响。因而过去几年微软试用呢种技术以应对未来更高强度嘅密集型工作负载。

除此之外，液体冷却技术嘅采用也同上年微软表示“将解决水资源短缺嘅问题”嘅承诺有关：到 2030 年，其收集嘅水量要超过其全球运营所使用嘅水量。目前微软已经在其办公室使用雨水收集系统，并收集空调和工厂嘅冷凝水。

但由于微软嘅用水量不断增加，按计划达成目标变得愈发具有挑战性，此时两相浸入式冷却嘅推广使用会有好大帮助。

相较于普遍利用降低空气温度嘅沼泽冷却嘅耗水量，微软利用液体冷却嘅两相浸入式冷却技术极大程度地减少‌用水量。微软 Azure 嘅首席软件工程师 Ioannis Manousakis 讲：“如果采取正确措施，两相浸入式冷却将同时满足我哋对成本、可靠性和性能嘅要求，而同空气冷却相比，其能源消耗几乎是零头。”

其实，呢种沉浸式工艺在行业中已出现咗几年，不过微软声称佢是“第一家在生产环境中运行两相浸入式冷却嘅云提供商。”但不论点样，微软对数据中心嘅散热可谓是十分上心，各种睇似怪诞实则可行嘅方法都一一尝试，力争选出最合适嘅散热途径。

参考链接：

链接

链接