3.可维护性
风冷系统的应用已有数十载，因此数据中心运营人员对此系统极其熟悉，但是液冷对于大多数运营人员而言仍是新事物。尽管设施人员可以从减少电源和制冷设备维修和维护中受益，但是IT人员必须实施新的流程来对IT设备进行维护。
•芯片级液冷：它与风冷服务器类似，因为大多数组件都能以相同方式进行维护。让这些组件易于维护的关键是采用防滴漏连接器，以确保服务器能够像传统的风冷服务器一样从机柜中抽出进行维护。
•浸没式液冷：这需要新的流程，有时需要新的设备。采用油槽时处理难度较高，原因在于拆卸和维护IT设备时很难清除上面的油。人工合成液体的处理难度小于油，但由于液体成本较高，因此必须注意确保液体清洁并尽可能减少损失/蒸发。
基于机箱的浸没式冷却解决方案旨在以熟悉的外形尺寸和服务流程（如与标准风冷技术配合使用的尺寸和流程）来提供液冷。当液体仍在机箱中时，也可以完成简单的维护任务。主要维护工作需要抽空液体。本白皮书的主要关注点是关于IT设备的部署、操作和维护的简易程度。注意，由于浸没式液冷为IT组件提供更温和的环境，因此使用此方法可以提高IT设备的可靠性。
4.机柜功率密度/可压缩性
风冷可以支持机柜平均功率密度达到20kW/机柜以上，但要实现这样的水平需要大量的人工和成本支出。芯片级液冷和浸没式液冷均可轻松处理20kW/机柜的密度，并且有能力支持超过100kW/机柜的密度。浸没式液冷可以实现更高的密度，因为不需要考虑IT设备内部空气流动的问题。
芯片级液冷和浸没式液冷均可提供优于风冷的显著可压缩性效果。芯片级液冷和基于机箱的浸没式液冷能够采用与传统的机柜相同的垂直服务器安装形式。
5.耗水量
许多风冷数据中心依靠配有冷却塔的蒸发冷却系统来实现低PUE。但这会消耗大量的水。在世界许多地方，这已经成为问题。由于液冷可以使用温度为45°C/113°F甚至更高温度的温水，因此可以消除或大幅减少蒸发冷却，同时仍能达到较高的效率。由于浸没式液冷相比芯片级液冷可以带走更多的热量，因此该方法能够让数据中心大幅减少耗水量。
6.恶劣的环境
浸没式液冷不需要任何气流，且与外部环境隔离，它几乎可部署于任何地点。与风冷相比，这是一个优势，而且有可能推动在环境恶劣边缘地点中使用浸没式液冷IT设备。
7.风扇噪音/空气流动
任何在运行中的数据中心内工作的人员都对IT设备和精密空调的噪音不陌生。对于部分IT应用（如有人使用的办公室或无尘室），维持安静的环境和避免空气流动都是非常重要的因素。芯片级液冷仅需要少量气流，从而大幅降低IT设备和精密空调风扇的转速，进而降低噪音。浸没式液冷无需风扇，因此，除了用于绝缘液的循环泵，即可在室内实现近乎无噪音运行。
8.机房布局
由于浸没式液冷不需要气流流经IT设备，因此它为数据中心白区以及边缘区域带来更大的灵活性。不再需要布置冷热通道。可采用背对背机柜行布局。这样可以将IT设备置于风冷可能无法使用的位置。这在空间有限的设施中可能是一个较大的优势。
由于芯片级液冷IT设备仍然需要使用风扇，因此仍需要采用传统布局。此外，任何使用机箱形式的外观特征，可以轻松与现有数据中心布局相匹配，这在某些情况下可能是一个优势。
9.改造IT设备的能力
从制造角度来看，对生产液冷服务器感兴趣的IT制造商需承担不同程度的设计工作。芯片级液冷是对现有风冷服务器改造为液冷的理想之选。需要对IT设备进行小幅改动。此举能够让现有的供应链几乎保持不变，仅需增加冷板和管路即可。而另一方面，浸没式液冷服务器需要从头开始设计，要执行时间更长的产品开发项目。尽管如此，这种方法为IT设备设计人员提供了更大的自由度，因为它们不受风冷组件的限制。从现场改造的角度来看，浸没式液冷需要为IT设备配备水槽或新的机箱，因此改造成本更高。如果将基于机箱的浸没式制冷技术引入现有的数据中心，则可以非常轻松地与芯片级液冷及风冷系统配合运行。浸没式液冷IT设备尚不适合许多配置。
10.可扩展性
芯片级液冷和基于IT机箱的浸没式液冷均能够以较小的增量实现扩展。基于水槽的浸没式液冷需要部署整体水池和流体，尽管IT设备可以在水槽内逐步部署。另一个需要考虑的因素是了解整体设计中的单点故障。
11.流体的权衡
在液冷方法中使用的流体类型是确定其部署适用性时需要考虑的重要因素。这些是直接冷却IT设备热量的流体。三大类别如下：
•水基
•烃基油（绝缘液）
•人工合成流体（绝缘液）
这三种流体的特征各不相同，包括传热性能、成本、安全、材料兼容性、使用寿命、可维护性和可持续性。表1提供了哪些流体适合本白皮书所述的5种液冷方法。
材料兼容性：在任何使用水的系统中，减少腐蚀并保持水质是非常重要的考虑因素。某些材料不兼容，可能导致早期故障。目前冷凝水系统已经经过数十年的设计和运行，已经成为众所周知的散热系统。对于芯片级液冷，过滤非常重要，因为许多冷板都是采用毛细管道，如果水质较差容易产生堵塞。对于浸没式液冷，与IT组件的兼容性至关重要。主板上纸标签脱落，以及增塑剂从电缆中渗出一直是某些油和人工合成流体存在的问题。
成本：对于绝缘液，油的成本远较比人工合成流体低廉。所需的绝缘液体积因技术提供商而异。
使用寿命：与人工合成流体相比，油的使用寿命往往更短。流体的更换频率将对总体拥有成本产生影响。
安全：闪点、着火点、自燃点和毒性是重要的考虑因素，尤其是在考虑设施的投保性时。例如，矿物油易燃，需要安全预防措施以防止起火。
环境：臭氧消耗潜能值（ODP）和全球变暖潜能值（GWP）是需要考虑的两大因素。这些数值不能孤立来看，而是随着使用方法和气化的速率会影响向环境的释放。密闭式vs.开放式系统、可回收性等均起到一定作用。
结论
尽管当下的数据中心和边缘环境仍以风冷为主，但我们看到对采用液冷的兴趣和价值正日益增加。云、物联网、人工智能和边缘技术的应用正推动芯片和机柜功率密度的不断提升。行业也持续关注能效和成本。对于许多应用而言，液冷是最佳的制冷解决方案。芯片级液冷和浸没式液冷是液冷的两大类别，与风冷相比，它们对数据中心所有者而言更具优势。在本白皮书中，我们解释了这些方法之间的差异。
对于改造机房，基于机柜的解决方案（例如芯片级液冷和基于机箱浸没式液冷）提供最简单的改造。对于新建机房以及处于恶劣环境中的机房，浸没式液冷是更优的解决方案，因为它可以带走所有热量，并将IT设备与周围空气隔离。
如若让液冷在数据中心行业得到更广泛的应用，还需要进一步的努力，但是我们相信，未来几年这项技术将在数据中心和边缘应用中占有一席之地。
与诸如水之类的液体相比，空气的导热能力远远不如液体。实际上，在非对流环境中，空气是良好的隔热体。水有着更高的密度和每单位体积的热容量。表A1提供了空气和水之间的热导率和热容量的比较，结果显示水的热导率是空气的23倍以上，并且其可以吸收的热量远远大于空气，按单位体积计算约为3,243倍。
非纯水具有导电性，因此不能用于直接冷却IT组件。相反，采用绝缘液（例如矿物油和人工合成的绝缘液冷却剂），可以与运行中的电气组件直接接触，从而发挥其卓越的散热能力。一个已经使用多年的例子，就是变压器中使用的油，可以有效地将内部线圈和机芯的热量传递到外壳。
空气在强制对流下的传热系数约为100W/(m2·K)，而水的传热系数约为3,000，这意味着与空气相比，水的传热系数高出空气30倍。我们还知道，水的比热容远高于空气，这也意味着当我们从IT设备传递相同量的热量时，液体所需的流速要远低于空气，进而节省大量能源。
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