浸沒式液冷技術(shù)助力企業(yè)打造綠色數(shù)據(jù)中心

作者：蘭洋科技????瀏覽量：4188????時(shí)間：2023年02月16日????標(biāo)簽: 全浸沒液冷綠色數(shù)據(jù)中心碳中和 PUE 節(jié)能減排

目前，全球數(shù)據(jù)中心的能耗約占全球用電總量的1.5-2%。一些模型顯示，數(shù)據(jù)中心的能耗只會繼續(xù)上升，在未來十年內(nèi)將達(dá)到全球用電量的13%。由于幾十臺服務(wù)器堆疊在一起會大量發(fā)熱，高達(dá)40%的數(shù)據(jù)中心能耗都是用于冷卻。此外，隨著處理器功率密度不斷提高，服務(wù)器平臺風(fēng)冷散熱的效果即將達(dá)到極限。

這樣的能源消耗不禁令人憂心，但如果消耗的電力來自風(fēng)能或太陽能發(fā)電廠，則情況可能有所緩解。然而事實(shí)是，全球60%以上的電力仍然來自火電，而用于支持云計(jì)算的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)服務(wù)器的碳排放已經(jīng)超過了新冠疫情之前的空運(yùn)碳排放，這充分說明了數(shù)據(jù)中心對環(huán)境影響的嚴(yán)峻形勢。

據(jù)預(yù)估，數(shù)據(jù)中心 2021 年使用了 330 億度電，相當(dāng)于 33 個(gè)核電站的發(fā)電量

可持續(xù)發(fā)展已提上企業(yè)議程

鑒于可持續(xù)發(fā)展的全球性趨勢、對環(huán)境負(fù)責(zé)的經(jīng)營方式本身對于企業(yè)的價(jià)值，以及持續(xù)出臺的政府規(guī)章，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為許多企業(yè)議程上的重要事項(xiàng)。一些客戶甚至不會考慮與未采取行動減少環(huán)境影響的公司合作。

可持續(xù)發(fā)展也是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)。人們越來越意識到運(yùn)營方式對環(huán)境的影響，包括數(shù)據(jù)中心的總能耗、實(shí)際用于計(jì)算工作的能耗以及浪費(fèi)了多少電能。目前，四分之三的數(shù)據(jù)中心正在考慮把可持續(xù)性作為讓自己脫穎而出的重要競爭力。

高能耗困境

為了滿足業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)中心正在采用更強(qiáng)大的計(jì)算資源，這會帶來更高的能耗并迅速擴(kuò)大企業(yè)和機(jī)構(gòu)的碳足跡。對于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備越來越高的依賴性也可能會增加數(shù)據(jù)中心耗電量，對環(huán)境產(chǎn)生重大影響。IDC預(yù)計(jì)，到2025年，每分鐘會有152,000臺新設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，屆時(shí)全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備總量將達(dá)到800億臺，這意味著會有海量數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心流轉(zhuǎn)。

即使意識到這種能耗挑戰(zhàn)嚴(yán)峻性的數(shù)據(jù)中心也很難扭轉(zhuǎn)乾坤。近十年來，一般數(shù)據(jù)中心的電源使用效率(PUE)一直徘徊在1.6左右，難以突破瓶頸。

電力需求增加的原因：

高能耗的處理器
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）
人工智能（AI）
流媒體娛樂
邊緣部署
5G移動網(wǎng)絡(luò)

浸沒式液冷技術(shù)

解決方案

在能耗問題上，運(yùn)營者可以采取多項(xiàng)措施打造綠色數(shù)據(jù)中心。事實(shí)上，不少運(yùn)營者已經(jīng)在采取這些措施。安裝更節(jié)能的UPS、服務(wù)器和配電單元(PDU)就是良好的開端。然而，由于數(shù)據(jù)中心40%以上的能耗是用于冷卻，因此，從這方面入手優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能耗將更有成效。

浸沒式液冷技術(shù)比風(fēng)冷更加高效，已成為應(yīng)對上述挑戰(zhàn)的主流技術(shù)之一。風(fēng)冷只能捕獲服務(wù)器產(chǎn)生的30%的熱量。而在浸沒式液冷系統(tǒng)中，由于液體在所有組件周圍循環(huán)流動，因此可100%捕獲服務(wù)器散發(fā)的熱量，使其更加高效、經(jīng)濟(jì)。

“不少人已經(jīng)達(dá)成共識，未來將是浸沒式冷卻的天下。”

——MarcBhuyan，谷歌機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目經(jīng)理

浸沒式液冷技術(shù)的優(yōu)勢：

浸沒式液冷技術(shù)為數(shù)據(jù)中心提供了一套整合的冷卻生態(tài)系統(tǒng)，既可提高可持續(xù)性，又能降低成本。

可持續(xù)性

數(shù)據(jù)中心要實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性，首先需要了解能耗用于哪些方面，以及電力有多少用于基礎(chǔ)設(shè)施、多少用于服務(wù)器負(fù)載。下一步，減少環(huán)境影響就是要想辦法降低電力需求并回收廢熱。

拆除服務(wù)器內(nèi)的風(fēng)扇可將能耗負(fù)載降低10-15%?；旧?，要求1,000千瓦功率的計(jì)算量在采用浸沒式液冷系統(tǒng)后只需900千瓦的功率，因?yàn)榻]式液冷系統(tǒng)運(yùn)行的能耗還不到風(fēng)冷系統(tǒng)的百分之一。而且，這還不包括停用現(xiàn)有冷卻基礎(chǔ)設(shè)施所節(jié)省的電力。

用水也是傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心不可持續(xù)的一大重要因素，原因有二：間接原因是發(fā)電，直接原因是用于冷卻的冷凍水。2018年，僅美國的數(shù)據(jù)中心就消耗了5.13×108立方米的水。采用浸沒式冷卻的數(shù)據(jù)中心之所以能顯著減少用水量，是因?yàn)橄到y(tǒng)本身的電力需求較低，并且能用無需冷水機(jī)組的水來冷卻高密度機(jī)架。

成本降低

浸沒式冷卻還可降低數(shù)據(jù)中心在整個(gè)生命周期內(nèi)的成本，包括數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和生命周期結(jié)束時(shí)的處置。浸沒式液冷系統(tǒng)有利于在緊湊的空間內(nèi)安裝更多服務(wù)器，從而縮小數(shù)據(jù)中心的占用空間。這反過來又減少了建材的用量，加上由于負(fù)載降低，所需的開關(guān)設(shè)備、電纜和小型備用發(fā)電機(jī)等設(shè)備數(shù)量也隨之減少，或是尺寸有所縮小。因此，除了降低數(shù)據(jù)中心的電力需求外，浸沒式液冷系統(tǒng)還可減少資本支出和運(yùn)營支出。

浸沒式液冷系統(tǒng)可降低成本：