現在是一個雲計算、人工智慧和互聯設備的數字時代。數據中心面臨著前所未有的挑戰。新的數據中心基礎設施正在加速建成，現有傳統設施也在加速升級。據估計，數據中心目前消耗了全球 1-1.3% 的電能，其中冷卻占了近 40% 的能源負荷。這凸顯了這個行業在如何防止 IT 設備過熱方面需要採取變革措施的緊迫性，尤其是考慮到數據中心需求在持續激增。
數據中心的冷卻一直是一項具有挑戰性的任務，而如今該行業正在經歷一次重大轉變。新一代高性能處理器對於傳統的冷卻方法而言是一個挑戰，因其熱功率更高，散發的熱量是十年前高性能處理器的 3.5 倍。
由於機架的功率密度越來越大，空氣冷卻的容積熱容量卻較低，因此包括機房冷氣設備在內的空氣冷卻方法受到了限制。為了解決這個問題，數據中心可以考慮採用淘汰伺服器的方法，但這種方法會降低經濟效益。業界現在所看到的是機架功率激增至 50 千瓦，而且在未來幾年內很可能繼續增加到 100 千瓦或更高。
因此，那些僅使用空氣冷卻方法的數據中心將面臨巨大挑戰，這一類的數據中心將難以滿足社會日益增長的數據需求。液體冷卻則正可以在這裡發揮關鍵作用，被動式兩相液體冷卻則作為一種有吸引力的選擇而脫穎而出。
液體冷卻方法
新的數據中心正在採用那些離 IT 設備更近的液體冷卻技術，而一些老數據中心則在尋求經濟的方法整合液體冷卻技術，目的是在不對基礎設施進行重大改造的情況下運行最新的 IT 設備。在選擇合適的液體冷卻實施方案之前，有幾個因素需要考慮。
間接液冷仍然依賴伺服器級的空氣冷卻，只是將空氣-液體熱交換器或液冷排式冷氣設備置於靠近機架的地方，以散發 IT 設備產生的熱量。此類系統可以使用單相流動的水，也可以使用在傳熱過程中蒸發的介電流體。這些氣液混合系統可以改善冷卻效果，也可以與現有數據中心兼容。但在伺服器層面，這些系統由於繼續使用傳統的風冷散熱器而受到了限制。要實現更好的性能則需要更大更複雜的散熱器設計，並且需要相對昂貴的風扇或鼓風機才能改善可接受噪音限制內的氣流管理。
晶片直接冷卻的方法可以通過兩種不同的方式實現。第一種方式是單相水冷，單相水冷利用水泵向連接在大功率伺服器組件上的冷卻板提供水流。其原理與空氣冷卻一樣，水的溫度會隨著從組件中吸收熱量而升高，從而將性能與流速緊密聯繫在一起。第二種方式是兩相製冷劑致冷，做法是通過將液體冷卻劑泵入冷卻板，在接近恆定溫度條件下通過沸騰吸收熱量。
每個冷板流出的液體/蒸汽混合物被輸送到冷卻劑分配裝置中，再冷凝成液體。這兩種實現方式仍然依靠空氣冷卻解決低功耗組件的發熱問題，需要複雜的主動控制，而且，由於使用了泵，可能會引起可靠性方面的問題。
浸沒冷卻的方法則是將 IT 設備浸沒在介電液體中，以泵送單相或被動式兩相模式運行。雖然這種方法對新建數據中心很有吸引力，但要在現有設施中使用卻面臨著巨大挑戰。這種方法很難與當前的基礎設施進行整合，也面臨著空間限制、可維護性等方面的挑戰以及成本問題，所以這種方法在現有數據中心的使用效果差很多。
新冷卻方式的出現
數據中心行業的環境更加趨向快節奏和高可靠性，市場顯然存在對提高能效、節約成本和實現長期可擴展性的突破性技術的需求。被動式兩相液體冷卻技術的優勢在這裡可以很好地發揮出來。
這種閉環液體冷卻技術採用高性能冷卻板蒸發器和冷凝器，可以確保由處理器自身熱量驅動的自然流動循環。被動式兩相液體冷卻可以實現可持續及在高機架密度下運行，同時可以確保靈活性、可維護性和可靠性。
該解決方案具備無泵、無水、自調節、易維護的優點，而且由於複雜性較低又是使用穩定的高性價比介質冷卻劑，幾乎不需要維護。整體運營費用立刻可以降低，而且在吸引業界通過在現有或新建數據中心中增加液冷機架提高數據中心的效率，可以與傳統的空冷機架並存。
時值這個行業步入新的數字時代之際，開創性的被動式兩相液體冷卻技術不僅有望徹底改變數據中心的效率，還可以為其他行業領導者開創先例，去為每個人創造一個更具創新性和可持續性的數字未來。數據中心利益相關者在探索不同冷卻方法，許多人在這個過程中正在轉而採用被動式兩相液體冷卻技術，被動式兩相液體冷卻技術將推動計算創新的新時代。我們正在邁向非常被動冷卻的未來。
