数据中心采用多种方法进行冷却，保证其信息与通信技术设备的正常功能，包括传统的空气冷却和较新的浸没式冷却方法。

空气冷却系统一直是信息通信技术（ICT）设备降温的首选方案。这类系统通常配备冷热通道，提升效率，对于采用传统空气冷却的数据中心而言，其操作简便且成本效益显著。然而，对于未来超大规模数据中心设施中的诸多新型应用场景，空气冷却并非最佳选择。

生成式AI和HPC应用中的GPU加速服务器产生的热量远超传统计算负载。空气冷却根本无法满足需求。鉴于此，越来越多的数据中心转向基于液体的冷却方法，如直接芯片液体冷却和浸没冷却。

数据中心工程师无论采用何种散热方案，都需要稳定的电力供应。风冷系统需配备能在热通道环境中耐受高温的电源供应单元（PSU）和电源分配单元（PDU）连接器。而浸没式冷却则需要能在电介质液体中安全运行的组件。

什么是数据中心的传统空气冷却？

对于机架密度低于25千瓦的小型或中型数据中心，空气冷却仍是主流的热管理方案。该方案通过传统空调技术与气流调控策略，有效控制信息通信设备温度，避免过热问题。为提升这类数据中心的能效，可采用热通道/冷通道布局方案，并配置通道隔离系统。

热/冷通道配置由IBM于1992年首创，是数据中心节能领域最古老的技术方案之一。该配置采用交错排列的服务器机架布局：冷通道对应机架前部的服务器排，热通道则与服务器后部对齐。计算机房空调系统（CRAC）产生的冷空气通过架空地板输送至冷通道，经服务器前部吸入进行冷却。随后，热废气被排入热通道，最终通过天花板通风口返回CRAC机组，从而完成整个循环。

数据中心空气冷却最适合使用哪些连接器？

在信息通信技术（ICT）设计中，电源分配单元（PDU）和电源供应单元（PSU）连接器是关键基础组件。在空气冷却型冷热通道数据中心工作的工程师，选择连接器时需特别注意特殊要求。这些连接器和电源线对于实现PDU与交换机、服务器、存储设备等设备的连接至关重要。

在配备冷热通道的风冷环境中，设计工程师需重点考量连接器在高温条件下的性能表现。热通道环境温度可达40-50℃，电流流动产生的热量与接触电阻会导致连接器温度飙升至70℃以上。但需注意的是，标准IEC C13/C14规格的电器耦合器通常仅能承受70℃的最高工作温度。

工程师可选用热量温度等级高于标准70°C的互连解决方案，从而在高温环境下为电流传导提供更大裕度。部分连接器甚至具备高达105°C的热量温度等级，确保负载工况下电力传输的可靠性。

液冷与浸没式冷却：日益增长的高负载数据中心解决方案

随着数据中心工作负载日益加重，越来越多的超大规模数据中心设施开始采用浸没式冷却技术，作为传统风冷系统的高效替代方案。简而言之，液体冷却技术的核心原理是将信息通信设备浸入专用绝缘液体中，通过热对流实现热量吸收与转移。液体冷却设备产生的热量首先传递给液体，随后液体被引导至远离设备的区域，通过热交换器或液-液直接冷却等技术手段进行提取。最终，冷却后的液体重新返回浸没式冷却舱，从而完成整个循环过程。

数据中心的液体冷却类型

液体冷却方法有以下几种：

· 单相浸没冷却

这种方法中，ICT设备部分或完全浸没在一种介电液体中，该液体在整个液体冷却循环过程中保持液态。简单的水箱设计、与现成管道硬件的兼容性以及对多种介电液体的适应性，使得单相系统成为热门选择，尤其是在HPC数据中心中。

· 两相浸没冷却技术

这是一种更先进的冷却方案，其原理是将设备浸入介电液体中。该液体在沸腾成气态后，会经历相变过程，最终凝结为液态。这种双相系统可支持更高的功率密度，单个水箱的功率密度最高可达250-500千瓦。

另一种液体冷却方法是直接芯片冷却技术，通过冷板将冷却液直接输送至GPU等高温部件。该技术将冷板直接置于高热区域，实现高效热管理。直接芯片冷却系统可设计为单相或双相系统。

液冷数据中心最佳PDU/PSU连接器

浸没冷却技术的演进对连接器材料与耐久性提出了新要求。除需承受电应力与热应力外，浸没应用中的连接器还必须与所用介电液体化学相容。连接器外壳需抵抗介电液体的腐蚀性影响，确保即使完全或部分浸没时仍能长期保持完整性和可靠性。

随着液体冷却技术的持续进步，以及开放计算项目（Open Compute Project）行业努力催生的潜在液体冷却标准，连接器设计将持续演进，支持未来数据中心的发展。

数据中心冷却的未来

无论是采用风冷还是液冷方案，PDU/PSU连接器都是保障电力供应稳定高效的关键部件。在液冷数据中心中，工程师应选用能耐受电介质液体环境的耐用型连接器。对于存在热通道的环境，采用具备更高耐温等级的连接器更为合适，这样能为设备提供额外的温度余量，从而确保性能稳定。