Page 41 - 网络电信2024年10月刊
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简单。冷板可直接替代传统的风冷散热器安装到现有的服务器 试体系建设及规模化产品验证等多维度举措来实现。流体连接
硬件上，对服务器硬件的修改设计要求更低，并且更容易标准 器的传输介质为液体或气体，具有双向自密封功能，插合和断
化，实现服务器与机柜解耦。冷板式液冷系统相对容易维护， 开过程中不会有液体泄漏，在液冷系统敏捷交付要求下扮演着
初期投资和运维成本相比浸没式液冷较低。冷板式液冷技术目 至关重要的角色。其安装简单、操作快捷，大大提高了电子设
前得到了大量的实践检验，解决方案较为丰富，供应链相对完 备的可维护性。在冷板式液冷解耦中，需定义好流体连接器的
善。但在场景应用、方案选择、成本优化、交付模式、运维模 类型、材质、公差等重要规格，以保证流体连接器的安全可靠
式等方面仍存在诸多挑战。因此深入研究冷板式液冷技术具有 性，防止冷却液泄露带来设备受损、业务中断甚至安全问题。
较大的现实意义和发展空间。
根据操作方式，流体连接器可以分为手插式和盲插式两大
在数据中心的冷板式液冷解决方案中，整机柜交付方式与 类别。如图1和图2所示，手插流体连接器与盲插流体连接器相
解耦交付方式是两种不同的商业模式和工程实施方式。数据中 比，内部密封设计、阀芯结构完全相同，区别仅在于锁紧机构
心需要综合考虑需求差异性、成本、运营效率、生态成熟度、 和浮动结构。手插流体连接器是指流体连接器在公头和母头进
长期发展计划等多方面因素选择两种交付方式[5]。 行插合和分离时，需要通过人为手动的形式进行插拔。当手动
插合后，流体连接器通过自身的锁紧机构进行锁定，实现产品
整机柜交付方式指的是由设备厂商预先将服务器、存储设 的快速连接和锁紧，并确保产品密封可靠。手插流体连接器通
备、网络设备、供电系统以及必要的管路连接系统集成为一体 常公头为固定端，母头为活动端，且母头与软管配合使用，达
柜形式整体交付给用户侧。整机柜交付可以实现快速部署，减 到柔性补偿的目的。
少现场安装和配置的工作量，加快数据中心建设部署速度。整 图1 手插流体连接器结构示意图
机柜设备的所有组件通常都是由同一家厂商提供的，确保了系
统的兼容性和可靠性，但是由于液冷系统和IT设备紧密耦合， 图2 盲插流体连接器结构示意图
更换或升级单个组件相比解耦交付方式会更为复杂。整机柜产
品在研发阶段对于技术要求较高，生产厂商需具有较高的集成
能力和设计能力，系统验证周期较长，研发成本较大，不同厂
商间易存在技术壁垒。
解耦交付方式指的是液冷机柜与IT设备分开提供和安装，
交付时先部署液冷机柜，随着需求的增长再逐步部署IT负载，
这种方式为用户侧提供了更大的灵活性，可以分阶段进行服务
器上架，并且可以选择不同厂商的IT设备配合特定的液冷机
柜，根据业务需求进行定制和优化。解耦交付相比整机柜交付
而言可以通过形成统一的设计标准来减少产品研发成本，降低
对生产厂商的技术能力要求，减轻供应链压力。解耦后整个系
统更加白盒化，可促进液冷生态良性发展，为用户侧节省成
本。因此解耦交付有助于推动整个液冷生态朝着标准化、经济
化、规模化快速发展。
3 冷板式液冷解耦化研究 盲插流体连接器与手插则不同，在公头和母头插合、分离
过程中均不需要人为手动去操作流体连接器，而是依靠设备与
冷板式液冷系统的工作原理是通过冷板(通常由铜、铝等 框架之间的导轨、导向，通过推/拉动设备实现与框架之间的连
高导热金属构成的封闭腔体)将发热元器件的热量间接传递给封 接/分离。当盲插流体连接器插合后，流体连接器不具备锁紧机
闭在循环管路中的冷却液体，然后通过冷却液体的循环将热量 构，依靠外部装置锁定。盲插流体连接器可以节省外部软管，
带走。其主要组成部分包括冷板、冷却液、分集液器、流体连 从而节省大量布线空间。盲插结构集成度更高，适用于服务器
接器、冷却液分配单元(CDU)、室外冷却设备、供电系统等。解 高密化的使用场景，支持向未来免人工安装、维护演进。
耦冷板式液冷系统的特点主要体现在IT设备与液冷机柜生产来
源不同，可能存在冷却液兼容材质、流体连接器接口类型、供 实现冷板式液冷解耦化需重点保证流体连接器的安全可
电形式等方面的差异，导致在交付适配时无法使用。实现冷板 靠连接。在流体连接器设计及使用过程中会有很多因素导致故
液冷系统解耦化的关键问题在于如何保证液冷机柜与不同IT设 障，从而引发密封失效、漏液、腐蚀等问题，严重影响液冷系
备之间的兼容性和运行可靠性。因此需要对流体连接器、冷却 统安全性。其中常见故障原因及解决建议如表1所示，需对冷却
液、供电形式等方面进行统一接口定义实现标准化。 液介质、流体连接器材质及结构设计进行严格要求，对操作流
程进行严格把控，以保证解耦后的液冷系统稳定可靠运行。
3.1 流体连接器
流体连接器是一种不依靠工具、能够反复连接和断开的连 3.2 冷却液
接组件，具有快速、简便、安全的特点，可以实现流体的传输 在解耦冷板式液冷系统中，冷却液是至关重要的组成部
与通断，是连接服务器与机柜的核心组件，冷板式液冷的解耦
化进程需依托流体连接器的标准化产品定义、完善的第三方测
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