优化数据中心系统：解决热性能问题

随着对数据中心处理更多数据的需求逐年增加，对计算能力的需求也在逐年增加。 这种对提高计算能力的需求正在推动构建大功率数据机架和更高效的数据中心。

未来十年，业界预计数据中心用电量将增加。虽然人们可能希望大型数据中心使用更少的电力，但数据中心设备的电力消耗仍在继续增加。人们一直期望这些数据中心能够平衡公众要求的性能，同时尽可能减少电力消耗。

在今天的设施中，一个典型的强制气冷数据机架可以消耗高达 15 千瓦的能量。但是，能量可以增加到 30 到 50 千瓦，以满足更高性能安装要求。通常由于功率水平较高而导致的高温可直接影响数据机架中元件的寿命。如果不对热设计进行优化，敏感元件往往会更快地出现故障，或者系统可能会关闭。

管理这些风险的更有效方法是投资于数据中心架构，以在峰值负荷下平衡功率损耗和高速运行。这涉及仔细选择可以在额定热条件下以最高速度运行的电子和光学元件。

几十年前，数据中心设备的预期寿命约为 20 年。如今，随着性能压力增大和技术周期缩短，典型运行要求降至 10 年以下。在每个技术改进周期中，操作员通常都会升级设备，使数据中心尽可能高效。这种缩短生命周期的趋势预计将在未来几年继续。

为了实现长期效率， 设计通常必须考虑到热环境、设备设计和机架结构。所有这些方面都会影响数据中心的净效率和能源利用率。效率低下会迅速演变成设备故障。

通常，保护数据机架首先需要确定数据机架可以有效消除的热量限制，以及数据中心可以总体管理的热量。大多数的数据机架都是根据功率预算设计的，这意味着每个数据机架都可能有热策略分配预算。

通常，此预算基于数据中心限制，以及必须从数据系统中消除多少热损耗。

要提高热性能， 系统设计人员应经常考虑芯片和电路板设计人员以及数据中心架构师和其他团队的工作。这可以帮助他们了解如何在所有级别为数据机架及其组成元件提供足够的冷却。

为此，系统设计人员可能还需要确定要解决的优化问题。例如，一款解决方案可能涉及选择液体冷却。它通常是冷却数据中心的有效方法，但实施成本也更高，因为它可能需要更多硬件，并增加发生故障的可能性。

为了提高可靠性，可以增加气流，增加冗余，同时使用高端元件。要优化成本，可以支付更多冷却费用，并选择使用生命周期较短的元件。

一个优化问题是了解必须仔细规划哪些元素，以及在哪里做出妥协。例如，在共存数据中心内，需要优先执行的热管理任务通常是设计能够在整合空间中适当冷却的机架。

在改造现有建筑时，挑战在于确定布局如何影响热策略。例如，在改造城市数据中心时，设计人员通常必须选择紧凑、小型和密集排列的数据机架，并添加能够处理高能量密度的热管理解决方案。

在 TE，我们在开发解决方案时考虑了客户设计的各个方面， 这意味着需要制造能够满足热性能要求和整体系统设计的部件。我们的产品组合提供广泛的解决方案选择，旨在实现大多数数据中心运营商可能期望的系统可靠性和传输效率，包括热、机械和电气性能。

散热桥 I/O 连接器

TE 的输入/输出 (I/O) 连接器专为系统级别设计，可帮助满足 I/O 收发器的冷却要求。散热桥可以帮助有效地从可插拔 I/O 模块中提取热量，并将其与一些高效的冷却解决方案（如液体冷却）相结合。散热桥的一个关键特性是其顺应性 – 它通常能够适应尺寸公差的变化，而不会牺牲导热性。

与传统接口材料相比，我们的散热桥在接口上传递热量的效率要高出一个量级。灵活的特性和接口上的一般低热阻使其成为延长热和敏感光学元件寿命的理想材料。

ICCON 产品组合

我们的 ICCON 产品组合由引脚和接口插槽组成。这些产品设计旨在通过越来越小的空间传递不断增加的电流。通常，可以选择使用引脚和插槽方法，因为多个接触点产生的电阻损耗较少。损耗越少，系统必须消除的热量就越少。

随着数据中心的功率不断增加，人们不仅必须解决如何消散它，而且必须解决如何向设备提供电力的问题。ICCON 产品线旨在以高效方式提供电力，而不会造成大量损耗，并且随着热力的增加，数据中心能够提供更多电力。

我们还在 I/O 领域提供各种热产品。 哪一款解决方案适合您的数据中心取决于设备的热策略。对于传统冷却系统，我们提供各种可以在开关或适配器网络接口卡中运行的散热器。在 TE，我们已过渡到基于薄膜技术的更高效的散热器，从而提高了散热器和可插拔模块之间连接的耐热性。我们还在开发散热器技术，以符合每个客户的热策略。

在宏观层面，从电力进入数据中心到开始使用它时，电力分配到实际使用点的损耗为 10% 到 15%。这种电力损耗通常会产生热量，而热量必须通过整个冷却系统再次冷却。在 TE，我们的工作重点是设计效率更高的高速连接器和母排连接器。

为了开发符合数据中心热要求的数据系统，系统设计人员应寻找能够提供设计专业知识和元件组合的合作伙伴，以应对艰难的热挑战，并努力遵循设定一系列最低要求的行业标准。在选择 TE 时，您会获得一位合作伙伴，他可以帮助您有效满足运营要求，并可以帮助定制您的系统设计以实现最佳性能。