浸没式液冷技术助力企业打造绿色数据中心

作者:兰洋科技    浏览量:3441    时间:2023年02月16日    标签: 全浸没液冷 绿色数据中心 碳中和 PUE 节能减排

目前,全球数据中心的能耗约占全球用电总量的1.5-2%。一些模型显示,数据中心的能耗只会继续上升,在未来十年内将达到全球用电量的13%。由于几十台服务器堆叠在一起会大量发热,高达40%的数据中心能耗都是用于冷却。此外,随着处理器功率密度不断提高,服务器平台风冷散热的效果即将达到极限。

这样的能源消耗不禁令人忧心,但如果消耗的电力来自风能或太阳能发电厂,则情况可能有所缓解。然而事实是,全球60%以上的电力仍然来自火电,而用于支持云计算的技术基础设施和数据服务器的碳排放已经超过了新冠疫情之前的空运碳排放,这充分说明了数据中心对环境影响的严峻形势。

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据预估,数据中心 2021 年使用了 330 亿度电,相当于 33 个核电站的发电量

可持续发展已提上企业议程

鉴于可持续发展的全球性趋势、对环境负责的经营方式本身对于企业的价值,以及持续出台的政府规章,可持续发展已经成为许多企业议程上的重要事项。一些客户甚至不会考虑与未采取行动减少环境影响的公司合作。

可持续发展也是数据中心领域的关注焦点。人们越来越意识到运营方式对环境的影响,包括数据中心的总能耗、实际用于计算工作的能耗以及浪费了多少电能。目前,四分之三的数据中心正在考虑把可持续性作为让自己脱颖而出的重要竞争力。

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高能耗困境

为了满足业务需求,数据中心正在采用更强大的计算资源,这会带来更高的能耗并迅速扩大企业和机构的碳足迹。对于网络互联设备越来越高的依赖性也可能会增加数据中心耗电量,对环境产生重大影响。IDC预计,到2025年,每分钟会有152,000台新设备连接到互联网,届时全球联网设备总量将达到800亿台,这意味着会有海量数据在数据中心流转。

即使意识到这种能耗挑战严峻性的数据中心也很难扭转乾坤。近十年来,一般数据中心的电源使用效率(PUE)一直徘徊在1.6左右,难以突破瓶颈。

电力需求增加的原因:

  • 高能耗的处理器

  • 物联网(IoT)

  • 人工智能AI

  • 流媒体娱乐

  • 边缘部署

  • 5G移动网络

浸没式液冷技术

解决方案

在能耗问题上,运营者可以采取多项措施打造绿色数据中心。事实上,不少运营者已经在采取这些措施。安装更节能的UPS、服务器和配电单元(PDU)就是良好的开端。然而,由于数据中心40%以上的能耗是用于冷却,因此,从这方面入手优化数据中心能耗将更有成效。

浸没式液冷技术比风冷更加高效,已成为应对上述挑战的主流技术之一。风冷只能捕获服务器产生的30%的热量。而在浸没式液冷系统中,由于液体在所有组件周围循环流动,因此可100%捕获服务器散发的热量,使其更加高效、经济。

“不少人已经达成共识,未来将是浸没式冷却的天下。”

——MarcBhuyan,谷歌机器学习基础设施项目经理

浸没式液冷技术的优势:

浸没式液冷技术为数据中心提供了一套整合的冷却生态系统,既可提高可持续性,又能降低成本。

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可持续性

数据中心要实现环境可持续性,首先需要了解能耗用于哪些方面,以及电力有多少用于基础设施、多少用于服务器负载。下一步,减少环境影响就是要想办法降低电力需求并回收废热。

拆除服务器内的风扇可将能耗负载降低10-15%。基本上,要求1,000千瓦功率的计算量在采用浸没式液冷系统后只需900千瓦的功率,因为浸没式液冷系统运行的能耗还不到风冷系统的百分之一。而且,这还不包括停用现有冷却基础设施所节省的电力。

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用水也是传统风冷数据中心不可持续的一大重要因素,原因有二:间接原因是发电,直接原因是用于冷却的冷冻水。2018年,仅美国的数据中心就消耗了5.13×108立方米的水。采用浸没式冷却的数据中心之所以能显著减少用水量,是因为系统本身的电力需求较低,并且能用无需冷水机组的水来冷却高密度机架。

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成本降低

浸没式冷却还可降低数据中心在整个生命周期内的成本,包括数据中心的建设和生命周期结束时的处置。浸没式液冷系统有利于在紧凑的空间内安装更多服务器,从而缩小数据中心的占用空间。这反过来又减少了建材的用量,加上由于负载降低,所需的开关设备、电缆和小型备用发电机等设备数量也随之减少,或是尺寸有所缩小。因此,除了降低数据中心的电力需求外,浸没式液冷系统还可减少资本支出和运营支出。

浸没式液冷系统可降低成本:

  • 大容量的浸没式液冷系统可在确保算力的前提下降低数据中心的空间需求和建设成本

  • 可免去风冷基础设施及其相关的运维费用

  • 拆除服务器风扇和高能耗的制冷基础设施可将用于冷却的能耗降低高达90%。


计算需求持续上升推动着数据中心容量需求和能耗的增长。由于浸没式液冷系统可以大幅降低数据中心对环境的影响,数据中心纷纷引入液冷技术来促进可持续发展并减少碳足迹。

本文标题:浸没式液冷技术助力企业打造绿色数据中心

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