数据中心冷却技术以可持续性为目标

数据中心冷却技术以可持续性为目标

数据中心行业正以超乎想象的方式变得越来越热。电力系统Hitachi Energy的数据中心战略客户经理Dave Sterlace指出:“冷却可能需要高达数据中心总电力负荷的近40%。这为更可持续的方法制定了一个伟大的目标。”

大多数数据中心依靠机械空气冷却，如风扇、制冷系统和除湿机，以防止硬件资源过热。冷却系统开发商LiquidStack的首席执行官Joe Capes表示：“从环境、成本和性能的角度来看，这是不可持续的。”

Capes指出，一个数据中心的总耗电量有一半来自空气冷却。“不断上升的能源成本使这种方法越来越昂贵，而当今数据密集型技术所需的强大处理器……只会产生太多热量，无法通过空气冷却来处理。”

Sterlace表示，强制通风在散热方面并不是特别有效，且每个机架的功率限制在25千瓦左右。到目前为止，这种方法运行良好，但随着人工智能和其他高性能计算技术的到来，每个机架的设计负载高达75千瓦，考虑使用更好的热导体是有意义的。而我们在冷却领域看到的最大进步是采用液体冷却介质。

Capes预测，液体浸没式冷却，通过浸入导热介质液体来降低硬件热量，将在许多数据中心取代空气冷却。“这将显著减少碳排放和水的使用，同时实现数字社会所需的高性能计算，且成本更低。”

让数据中心冷却下来的其他方法

液体浸没并不是唯一的替代冷却选择。根据数据中心的规模、负载和位置，可选择的冷却方法包括直接蒸发冷却技术和直接芯片冷却技术。工程企业Syska Hennessy的副主管Sean O’shea表示，这两种技术通常会产生比传统冷却系统更低的年度电力使用效率(PUE)指标。

直接蒸发冷却系统最常用于大型数据中心。O'Shea解释道:“其控制空气供应的温度和湿度，通过使用蒸发垫网和供水系统为IT设备机柜提供服务。”

直接芯片冷却技术通过附着在芯片顶部的金属板在每个服务器的CPU上吸收热量。O'Shea表示:“热量通过导热材料从芯片转移到平板上。水或电介质流体在金属板中循环，吸收芯片的热量，并通过冷却塔、干式冷却器或其他方式将其喷射到大气中。由于这种方法只冷却芯片，因此需要额外的空气冷却来冷却剩余的热量。”

可持续性与数据中心温度控制

网络内容软件管理企业Zengenti的主机运营工程师Nic Kilby表示，减少冷却数据中心设备所需的能源是推进环境可持续性的关键。

Zengenti复杂的Web内容管理系统需要存储大量的数据。Kilby表示:“最近，我们在Ludlow总部的数据中心开展了一个面向未来的项目，以使其在现在和未来都能最高效地运行。通过有效地冷却现场数据中心，到目前为止，已经节省了25%的电力——我们希望随着技术的发展继续改进。”

Kilby指出，企业可以通过各种方式达到类似的效果，包括使用高效的冷却系统、实施冷热通道密封，以及利用外部空气进行自然冷却。其解释到:“这一切都是为了找到最适合的数据中心的方案，同时考虑到位置和温度。我们充分利用了地域天气。”

数据中心升温

Sterlace表示，这听起来违反直觉，但越来越多的数据中心运营商已经认识到，简单地提高数据大厅的温度就可以降低能源使用量，而不会影响IT性能。

Black&Veatch的副总裁Drew S.Thompson指出，数据中心社区开始超过美国供暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)推荐的工作温度。

例如，Facebook的母公司Meta已经将其入口冷却供应温度提高到95华氏度。Thompson表示:“Meta工作温度越大（冷却供应温度和返回温度之间的差值），节省的能源就越多。而随着对此类硬件需求的增加，IT服务器制造商正准备提供耐高温服务器，这进一步推动了耐热性。“

数据中心的未来

在选择有效的数据中心冷却技术时，没有万能之法。Thompson表示:“每个数据中心和客户都是不同的。此外，通常情况下，当冷却技术节省能源时，其通常会使用更多的水，因此真正的可持续性需要考虑所有使用的资源。”

当企业设计下一代节能数据中心时，需要让所有相关利益相关者参与进来，包括数据中心IT管理团队、设施团队、设计工程师和总承包商。