各有鲜招 厂商刀片服务器散热技术概览

服务器在线6月2日报道 电力和散热一直以来都是备受困扰的问题，在有限的空间里，服务器不断的增多，供电需求也在相应的增加，并由不得此产生了更多的热量。许多数据中心都被卷入了热量的怪圈，为了驱散现有热量而产生新的热量。

服务器工作负载量大，且在对安全性和可靠性要求较高的场合，如政府机关、银行、证券、通信、企业等领域，特殊的工作性质，要求服务7X24不间断工作，服务器的处理器始终处于高负载状态，使之发热量也随之加大。如今，散热设计与散热能力已经成为服务器设计者的首要考虑问题，它不仅关系到服务器的稳定性和安全性，而且还要考虑到散热系统所需的能耗。

有数据表明，系统每消耗1千瓦电能，就需要0.75千瓦电能对系统进行冷却。因此，提高散热效率可以起到节能作用，温度降低后，服务器部件的工作性能会更高，更低的温度也能够促进服务器系统功耗的降低。因此，研制面向服务器的高效率散热技术是各大服务器厂商不断追求的目标。

目前服务器散热技术一览

液态冷却技术

液态冷却技术是服务器领域广泛采用的一项技术，这种技术主要指环绕服务器的液冷技术，所用的液态冷却剂是一种特殊处理的液体，它具有绝缘性和无腐蚀性。例如IBM公司的"冰蓝（Cool Blue）技术就是利用中心冷却装置生产出来的冷水来补充制冷。该系统中每分钟有38升的水循环流过服务器架上的一个4英寸厚的后门，从而带走机柜中55%的热量。

芯片直接散热技术

芯片直接散热技术实际上是在液态冷却技术的基础上发展而来。2005年，Liebert公司开发了一项新技术，将经过化学处理的水喷洒在发热的电子元件上以将其进行冷却，100多个微通道直接将冷却剂引向芯片的发热区域。专注于热管理技术的ISR公司推出的SprayCool M系列的企业版，也是一种芯片直接散热技术，其模块附加在每个微处理器上，通过向环绕处理器的金属板喷射雾状液体，消除超过一半的热量。当然，向服务器主板喷射的液体必须具有绝缘效果。有业内人士认为，直接散热技术十分有效，以至于固定数量的服务器消耗的电能再增加一倍，散热设备也能胜任，数据中心的服务器也不会过热，而且芯片的处理运算能力还会大大增强。

二氧化碳吸热技术

与上面两种冷却技术不同，这是一种热吸收技术。主要面向"高密度冷却，特别是每个机柜的能耗超过20千瓦的刀片式服务器"，整套冷却系统安装在服务器机柜的后方，能够"捕获"风扇排出的热量。值得一提的是系统中采用的冷却剂是二氧化碳，系统具有"大容量、低能耗"等优点，是一种更有弹性和节能的解决方案。不过，这种系统对技术要求很高，需要使用精密的监测设备，因为一旦气体泄露将是非常危险的。

优化散热风道

在优化散热风道方面，各大服务器厂商均有自己的"独门秘籍"。一般是利用现有的机箱空间，改进散热风道的结构，在高温空间内针对特定热源（如中央处理器、或其他电子元件）而有效进行散热，最大限度提高散热效果，均衡主要发热元件和其他元件的散热面积。

如华硕服务器内部巧妙地将内存插槽的布局设计成与CPU平行，以减少空气阻力，并且CPU位于内存插槽中间，气流由服务器配备的6组系统风扇由前置面板的蜂巢散热孔抽入，经硬盘存储设备，再经CPU和内存，然后流过其他扩展设备，最后经后面板流出。从而使整个服务器内部形成一个固定的风道，散热效果提升20~30％。惠普则采用高性能风扇来提高服务器的散热性能，如HP Active Cool风扇速度达到18000rpm，每个HP Active Cool风扇可冷却5台常见1U服务器。

除了被动散热之外，服务器厂商还会采取减少功率消耗的方式来主动降温，如大多数供应商在有些刀片服务器中采用低功率的处理器，由于刀片服务器的功耗较低，也就产生较少的热量，同时还能减少冷却系统的耗电量。从未来发展趋势看，以后将会出现新老冷却技术融合的方案，如综合采用常规通风、直接接触以及芯片直接散热等等手段来解决服务器散热问题。

除此之外，大多数服务器厂商在刀片服务器中采用低功率的处理器，由于刀片服务器的功耗较低，产生的热量也随之减小，同时还能减少冷却系统的耗电量。当然，采用多个组合方案来解决服务器的散热问题也成为一种趋势。

各有鲜招 各厂商散热技术一览

HP：三大核心技术

惠普引以为傲的是其三大核心技术：洞察管理技术、能量智控技术、虚拟连接技术。其中洞察管理技术提供了建设高效IT基础设施最佳方法，管理效率提升了10倍;而能量智控技术通过有效调节电力和冷却减少能量消耗，超强冷却风扇相对传统风扇降低了服务器空气流40%，能量消耗减少50%;虚拟连接架构则大大减少了线缆数量。

能量智控技术可以向惠普BladeSystemOnboardAdministrator以及惠普SystemsInsightManager报告温度数据。借助这一热量监控功能，用户可以追踪每个机架中的散热量、内外温度以及服务器耗电情况。并可根据自身需求选择控制水平，以平衡供电、散热量、密度及系统运行装况。

通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量，惠普DynamicPowerSaver进一步改进了耗电状况。由于在高负荷下运转才能发挥最大效力，该装置可使其保持最高效的工作状态，同时确保充足的电力供应。惠普DynamicPowerSaver可在后台持续工作，并集中分配电力，保障系统在更高的供电负荷下运行。此外，还可以通过较低的供电负荷实现电力的节约。

作为一种创新的设计，惠普ActiveCool风扇仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。据介绍，其设计理念基于飞行器技术，在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。每个惠普ActiveCool风扇的制冷量可冷却5台1U服务器，同时其噪音仅为传统风扇的一半。

惠普 Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling(PARSEC)体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域，每个区域分别装有风扇，为该趋于的刀片服务器提供直接的冷却服务，并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同，而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应，甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。有了惠普 Active Cool风扇，用户就可以轻松获得不同的冷却配置。可调节式风扇支持热插拔，可通过添加或移除来调节气流，使之有效地通过整个系统。这就使集中冷却变得更加行之有效。

IBM：中央空调式整体散热

在刀片数据中心的节能和散热方面，IBM亦做出了突破性创新。采用类似"中央空调式"的整体散热技术，来帮助整个刀片中心进行降温。IBM刀片中心的散热系统设计，是用两个冗余的风扇对放置在刀片中心的14片刀片进行散热，就像大酒店的中央空调能够对各个房间同时进行散热。而且刀片中心的散热系统采用双冗余设计，如同配备了两套酒店的"中央空调"。

不仅如此，IBM设计的这套双冗余的"中央空调"风扇还具有"变频"功能，在平时标准使用的时候，每分钟150立方英尺的散热风量。当它出现温度预警、部件故障时，另外一个风扇会开足马力进行工作，每分钟出风量可以达到325立方英尺的散热空气流动量。因此，双冗余的设计保证了不用担心单个风扇故障引起的服务器性能问题。

在刀片的电源设计、电源利用率和散热方面，IBM BladeCenter采用电源模块式的"整体供电"方式，作为热插拔的子系统，电源模块可以为处理器刀片和其它电子部件提供直流电压。由于 BladeCenter服务器近90%的电源负载都来自于处理器和内存上，因此每个底盘上的CPU使用率便成为决定实际负载中最为关键的因素。IBM的智能测控技术大幅提高了整个刀片系统的利用率，而刀片内置的降温系统也改善了空气流通。

曙光：冷静自若的线形预补偿散热模块

刀片服务器设计最大障碍为散热问题，大部分的刀片服务器项目的失败主要是由于散热无法过关。曙光刀片服务器首先在确定科学的系统架构基础之上，保证系统散热和计算密度达到平衡。曙光TC2600特有的线形预补偿散热模块（LPCM）是曙光最新研发的散热技术，配备6个冗余风扇，能够根据温度变化，线性平滑调整风扇转速，减弱噪音，降低不必要的功耗；同时LPCM还能根据温度变化，预测下一阶段温度变化趋势，提前进行转速调整补偿，保证风扇转速和噪声平稳，保障刀片服务器在任务变换时的散热效果，延长风扇的使用寿命。

华硕：SMART-FAN TM智能风扇

华硕作为为数不多具备独立研发节能技术的服务器厂商，在散热设计上的表现堪称上佳。其研发出SMART-FAN TM智能风扇技术和AIR-THROUGH TM热空气导流架构，使服务器内部热量可被合理管理，并藉由内部制冷装置带出机器内部。

SMART-FAN TM智能风扇技术正是通过内嵌于服务器主板上的温度感应装置，合理调节机器内部风扇的转速，确保服务器内部关键组件(处理器/内存)处于稳定的工作状态的一项创新技术。该技术利用Intel的PWM（脉冲宽度调制）规范，根据PWM的循环变化来控制风扇的转速。由于PWM变化的依据是处理器内部的二极管读取的温度数据，其精确程度超过热敏电阻，所以依据PWM的华硕SMART-FAN TM风扇转速按照脉冲宽度的百分比进行，其控制精度也很高。

通过SMART-FAN TM智能风扇技术，用户可以在BIOS中自主设置CPU和主板的温度限制，当风扇通过PWM脉冲判断温度超过所设限制，就会自动运转，并可根据所产生的热量大小调控转速；相反，当温度未超过设定的限制，风扇则会适当"休息"，免做"无用功"。同时，华硕服务器风扇全部运用热拔插技术，一旦某个风扇出现问题，可以及时更换、方便维修，不会影响到整个系统的运行，提升了服务器的稳定性。SMART-FAN TM智能风扇技术让风扇"亦静亦动"，实现了噪音和性能之间的完美平衡，营造出安静的工作环境！

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