如果你曾经把饮料不小心洒在你的手机或其它电子设备上，或者如果你曾经滴了一滴水（无论是游泳池、湖泊或冲厕所的水），那么你知道，电子产品和水是不能混合的。尽管数据中心装备了敏感的高科技的电子产品，但水不一定是这些计算设备和数据存储设备的敌人。

　　每平方英尺（或每立方英尺，如果你要考虑三个维度）的数据中心的空间是有代价的，与任何建筑物的建造一样。因此，增加更多的计算设备到数据中心（不扩大现有的空间）意味着增加了该设施的功率密度-所消耗的电量，因此，转换成的热。由于电子设备不能承受高温（80华氏度的范围已经是非常可怕的，对于一些设备甚至是危险的），消耗的热量必须移出设施。所以，仅仅打开一个窗口，对不对？在某些情况下，是的，这就够了（虽然是更复杂的方式，涉及空气过滤等技术），但只有当外界温度足够低时，才能够满足要求。有时候，这种做法简直是太不够的。

　　如果热源均匀分布在整个设施中，保持IT设备的冷却一定会简单得多。但由于服务器被安置在机架和其它类似的装置上，热点就出现了，虽然数据中心的大部分可能是处在足够冷的温度上，但这些热点可能意味着严重的麻烦。例如，通过计算机房空调装置（CRACs）来调节空气，可以做到比简单地“打开窗户”更好地保持整个数据中心的冷却，但是它的代价更高，无论在设备（资本支出）上，还是在持续费用（运营支出）方面。这种方法也会比较浪费，因为整个数据中心可能需要保持比所需的温度更低，以防止某些区域过热。良好的气流控制技术，如热通道和冷通道，可以有所帮助，但由于功率密度的增加超过一定程度时，上述方法即使是有效的，计划周密的空气冷却策略也会迅速变得不足以保护敏感的设备。

　　高密度：空气不足以冷却

　　由于功率密度的增加，必须去除的热量也会增加，这是非常明确的。那么，还不十分清楚的是如何实现既有效（为设备提供充足的保护），又负担得起（这样的计算能力成本仍然负担得起）的方式。空气冷却技术在某些方面来讲，是一个很好的解决方案，空气是无处不在的，（大部分情况）对设备不会造成任何伤害。但问题的部分原因是，空气是一个糟糕的热导体，也就是说，它不能很好地把热量从一个地方移动到另一个地方。你是不是并不知道如何体会这个概念？在寒冷的天气，到外面去，把手放在一块金属（最好是像钢或铜这样的金属，而不是铝）上，你会觉得把手放在金属上比裸露在空气中更为寒冷，因为金属是良好的热导体，它比空气更能从你的手上带走热量。关于这个概念的另一个理解的方法是，空气相对于金属来说，是一种很好的热绝缘体。空气与其它物质（如：水）相比，无法容纳大量的热，所以当它用于冷却目的时，与其它具有更大的热容量的物质相比，它需要使用更多，才能运送一个相同数量的热量。

　　因此，空气尽管随时可以用到，但它真的不是冷却高密度部署的一个好的选择。更高效的IT设备可以帮助改善这个问题（正如上世纪90年代开关从双极晶体管技术转换到CMOS技术一样），但缺乏技术的飞跃，效率的提高很难抵消由高密度产生的热量。一个更好的热传导材料是水，水也是随时可以用到的物质（并且它具有较高的热容量）。DimensionDataAmericas的首席数据中心顾问KrisDomich，总结如下：“作为一个规则，水和其它液体媒体与空气相比，都有一个更高的载热潜力，所以它们通常被用于更高密度设备的制冷。重要的是要记住，我们是通过去除热量来冷却，而不是增加冷却，所以无论是使用水还是空气，散热必须高效、精确。

　　然而，液体冷却技术的本质并不是一个新的技术：液体冷却已经用于大型机行业几十年了。随着数据中心对新设备的选择，大型机逐渐减少，液体冷却也逐渐被淘汰了。但是由于空气对高密度设备的冷却不够，水（或者更广泛地说，液体）是否又会用于数据中心的冷却呢？

　　水的上升与下降

　　液体冷却从本质上分，主要有两种选择：一种是液体与设备（无论是在模块上，还是在芯片上）直接接触，另一种是液体仅仅是为把热量移出设备的传输介质。显然，把芯片浸泡在水中的是不可取的（假设你希望芯片做任何有用的事情，水是导体），因此未来的水，特别是在数据中心，将只涉及作为传输热量的介质被使用。

　　由于水（不像空气）必须严格地与设备分离，在本质上，以水为基础的冷却，所有都要安装高科技的管道系统。（事实上，Craysupercomputerfame的SeymourCray往往自称是一个“全能的管道工”，由于Cray超级计算机使用了以水冷却。）“许多数据中心从来没有使用过的液体冷却，在第一次提到时，可能会觉得让液体如此接近IT设备不是一个好主意”，但在一个适当设计的系统中，“液体不应该有可能接触到的IT设备，因此，所有的危险是很容易避免的”Domich说。这种特殊的基础设施（相对于空气冷却要求）给数据中心设施增加了巨额的成本，但费用可以用一个事实来平衡，这个事实就是对于像超级计算机和其它高性能设备这样的高密度部署来说，水（或液体）冷却远远优于以空气冷却。在这种情况下，让组件保持尽可能地靠近，是获得高性能的必要部分，但是，功率密度也增加了，其结果是“热密度”也会增加。Domich指出，虽然，空气冷却系统不可能让给定的高密度负载得到充分的冷却，但是液体冷却是可以给大量部署的设备（即几个相邻机架）更有效的冷却。不过，成本是一个问题：“液体系统的购置和安装，特别是有冷水机组和冗余管道的系统，比空气系统的成本高”Domich说，但他也指出，对于某些数据中心来说，从长远来看，增加额外的成本可能是正当的。

　　但是，仅仅因为一个设施用水并不意味着它不能利用相同原理的空气节约器（主要是“打开窗口”的方式来冷却）的好处。当外界温度足够低，携带从设备发出的热量的水，可以用与空气冷却系统相同的方法来冷却。然而，在这种情况下，水的主要优势之一就是外部环境和内部环境可以保持隔离，减少了内外空气的混合带来的污染和空气湿度的变化。此外，至少把水冷却纳入数据中心的整体冷却策略的一部分，可以给基础设施在足迹方面带来好处：采用水冷方式，可以使设备排放到数据中心外部的足迹较少。与精确的数据中心的空调机组相结合，人们可以期望冷却设备占用更小的空间，排出更多的热量（例如，从许多刀片机箱上产生的热量）。

　　另外，尽管以水冷却设施可能会比具有相同能力的空气冷却设施的费用高，但是，水可能会提供给试图扩大容量的数据中心一个更好的途径。模块化水冷却系统可以更容易增加额外的冷却能力，使公司避免一开始就购买比它实际的需要更多的冷却能力。在某些情况下，能够“即用即付”，尽管它与传统空调相比，可能会比较昂贵，但它是一种方便的方式，一些数据中心的管理者是不能错过的。