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什么是后门热交换器(RDHx)?

后门热交换器 (RDHx)

后门热交换器(RDHx)是一种安装在服务器机架后部的被动或主动冷却装置,能在IT设备排出的热空气进入数据中心环境前将其热量移除。该系统通常采用液-气热交换器,通过冷却水或其他冷却剂吸收服务器排出热空气中的热量,从而显著降低机房暖通空调系统的热负荷。

RDHx解决方案在高密度计算环境中尤为有效,因其能直接在热源处实现局部冷却。通过消除或最大限度减少数据中心内部热空气的循环,RDHx系统有助于提升能源效率、改善设备性能并降低运营成本。由于RDHx设备可直接安装在现有服务器机架上并采用标准制冷基础设施,其部署通常只需对数据中心整体环境进行最小程度的改造。

后门热交换器的类型

后门热交换器根据其管理气流和散热的方式进行分类。每种类型都适用于不同的数据中心冷却需求和运行限制。

被动式RDHx

被动式后门热交换器完全依赖服务器内部风扇产生的气流。当热空气从服务器排出时,会流经热交换器,在此处被循环冷却剂(通常为冰水)冷却。该设计无需额外风扇或主动组件,因此能效更高且维护更简便。被动式RDHx系统特别适用于热负荷适中且气流管理良好的环境。

活性RDHx

主动式后门热交换器内置风扇,可辅助将废气导入热交换器。这种额外的气流控制使系统能够处理更高的热密度,并保持稳定的冷却性能。尽管主动式RDHx设备比被动式设备消耗更多电力,但在冷却需求更为严苛的高性能计算环境中,它们能提供更高的灵活性和效率。

RDHx与其他冷却系统相比的优缺点

后门热交换器(RDHx)融合了局部制冷、节能性和可扩展性三大独特优势。评估RDHx技术时,可将其与其他数据中心制冷方案进行对比,例如传统计算机机房空调(CRAC)单元、机架间制冷及液体浸没冷却。每种系统均具备独特特性,选择取决于机架密度、能耗目标及设施设计等因素。

RDHx 与 CRAC(计算机机房空调)

传统CRAC系统通过调节数据中心内循环空气来冷却整个机房。虽然在低至中等密度环境中效果显著,但由于冷热空气混合,CRAC系统在高密度环境中往往难以维持热效率。 RDHx设备在机架层级直接冷却空气,既能阻止热空气进入机房,又能降低对全设施供暖、通风和空调(HVAC)系统的整体需求。但与CRAC系统不同,RDHx需要配备冷水基础设施,部署过程中可能涉及更复杂的管道工程。

RDHx与行间冷却

行级制冷将冷却单元置于服务器机架之间,在热空气扩散至机房前进行精准制冷。相较于CRAC系统,该方案能实现更精细的气流管理。 此外,RDHx系统通过针对机架后部的热源提供更局部化的冷却,使其更适用于超高密度机架。另一方面,行间冷却系统在某些环境中通常被认为更易于改造,因此在通道封闭策略方面可能提供更大的灵活性。

RDHx与液体浸没冷却

(RDHx 与沉浸式学习不存在重叠,但与DLC存在部分重叠,应单独成段进行比较)

液体浸没冷却技术通过将IT设备浸入导热介电液体中,为超高密度系统提供卓越的散热效果。尽管在某些场景下RDHx的侵入性较低,但在已配备浸没式基础设施的现代化IT环境中,这一优势通常并不显著。该技术通常兼容传统IT硬件,使其更易于在传统数据中心部署。 然而,RDHx的散热能力远不及全液冷系统,对于需要极端热管理的ultra工作负载而言可能并不适用。

RDHx在现代数据中心的应用场景

后门热交换器是一种多功能冷却解决方案,适用于多种部署场景。其在机架层级提供局部冷却的能力,使其在效率、密度和可持续性为首要考量因素的环境中尤为重要。

高密度服务器部署中,RDHx系统使数据中心能够管理密集机架产生的巨大热量,同时避免过度依赖机房级空调。这种局部化方案让运维人员得以运行更强大的硬件设备,同时保持热稳定性,通常无需进行大规模暖通空调升级。

边缘数据中心同样受益于RDHx技术。这些小型分布式设施常在受限空间内运行,难以接入传统制冷基础设施。RDHx设备通过紧凑高效的源头散热方案,即使在偏远或非传统场所也能确保性能与可靠性。

专注于可持续发展的数据中心正日益采用RDHx技术以降低能耗并提升制冷效率。由于RDHx能在更高进水温度下高效运行且支持自然冷却,该技术有助于降低整体能耗,助力实现降低碳足迹、提升PUE(电源使用效率)等严苛环保目标。

那些最初未按当今热负荷标准建造的传统数据中心,也可采用RDHx作为改造方案。无需进行全面基础设施改造,只需在现有机架上增设RDHx单元即可提升制冷效能。这种方案能在数据中心升级过程中实现一定程度的现代化改造,但无法达到芯片直冷液冷等尖端技术所具备的高级制冷效能。

常见问题

  1. RDHx是液体冷却吗?
    是的,RDHx属于液体冷却技术。它采用液-气热交换器(通常使用冷却水或其他冷却剂)吸收服务器排气中的热量。但与直接接触芯片或浸没式冷却不同,RDHx系统中的液体不会直接接触电子元件。
  2. 为何在数据中心部署RDHx?
    RDHx系统可在机架层面提供本地化、节能的冷却方案,从而减轻传统暖通空调系统的负荷。这将带来更优的热性能表现、更低的运营成本,并为高密度计算环境提供更强有力的支持。
  3. RDHx能否安装在现有数据中心?
    是的,RDHx通常可加装至现有服务器机架,对于希望在不进行重大基础设施改造的情况下提升制冷效率的传统数据中心而言,这是一种切实可行的解决方案。