Как построить более зеленые центры обработки данных

Исследователи обнаружили, что установка центров обработки данных при 41 ° C (105,8 ° F) может сэкономить до 56% в затратах на охлаждение во всем мире, полагаясь на свободное охлаждение, которое использует окружающий воздух для охлаждения воды в системах кондиционирования воздуха.Кредит: Yingbo Zhang и Shengwei Wang

«Система охлаждения составляет более трети общего потребления энергии центра обработки данных, поэтому многие исследования говорят о снижении энергопотребления систем охлаждения»,-говорит старший автор Шенгвей Ван из Гонконгского политехнического университета.«Но вместо того, чтобы найти лучшие способы охлаждения центров обработки данных, почему бы не перепроектировать серверы для работы при более высоких температурах?»

Центры обработки данных обычно работают при температуре между 20–25 ° C (68–77 ° F) сегодня.Обычные системы охлаждения, которые поддерживают эти центры, работают, вытягивая компьютерный горячий воздух после охлажденных водяных катушек, чтобы охладить воздух, прежде чем он переезжает обратно в пространство.Затем нагретая вода попадает либо чиллеры, либо процесс, называемый свободным охлаждением, прежде чем распространять обратно в катушки.В отличие от энергетических чиллеров, которые работают аналогично кондиционерам, свободно охлаждение использует окружающий воздух для охлаждения воды с гораздо меньшим использованием энергии.

Чтобы сэкономить энергию, центры обработки данных часто встроены в более холодные зоны для использования бесплатного охлаждения.Но благодаря достижениям в области электронных технологий инженеры и ученые знают, что больше нет необходимости взорвать кондиционер на основе чиллера в центрах обработки данных.Многие Серверы ИТ уже допускают более высокую температуру выше 30 ° C (86 ° F).Это означает, что в большинстве климатов, в том числе более горячих, центров обработки данных также могут извлечь выгоду из свободного охлаждения, повышая температуру центров обработки данных.

“Вопрос в том, к какой температуре?“говорит Ван.Чтобы узнать, Ван и его команда создали модель на основе обычной системы охлаждения и смоделировали работу системы в различных климатических условиях.Результаты показали, что центры обработки данных почти во всех регионах в климатических зонах могут полагаться почти на 100% на свободном охлаждении в течение года при работе при 41 ° C, что они придумали «глобальную температуру свободного охлаждения».Эти центры обработки данных могут сэкономить 13-56% энергии по сравнению с теми, которые работают при 22 ° C (71,6 ° F).

В зависимости от температуры и влажности области, исследователи говорят, что центры обработки данных, возможно, даже не нужно повысить температуру, которая в полной мере воспользуется бесплатным охлаждением.Например, температура для Пекина, Кунминга и Гонконга полностью полагаться на свободное охлаждение составляет 39 ° C (102,2 ° F), 38 ° C (100,4 ° F) и 40 ° C (104 ° F) соответственноПолем

«Но прежде чем мы повышим настройки температуры мы должны обеспечить три вещи», - говорит Ван.«Во-первых, мы должны обеспечить надежность работы сервера. Во-вторых, вычислительная эффективность должна оставаться прежней. В-третьих, нам необходимо обеспечить увеличение энергопотребления серверов путем активации их встроенной защиты охлаждения, например, какпоклонники.”Тем не менее, Ван оптимистичен, что следующее поколение серверов будет работать до 40 ° C без снижения производительности.

«Впервые мы можем предоставить инженерам и инженерам -разработчикам серверов конкретную цель для работы», - говорит Ван.«Я думаю, что 41 ° C достижимо в ближайшем будущем. Мы всего лишь 10 ° C (18 ° F) или меньше».

Больше информации: Глобальное энергетическое воздействие повышения пространственной температуры для высокотемпературных центров обработки данных Cell сообщает о физической науке (2023).Doi: 10.1016/j.xcrp.2023.101624.www.cell.com/cell-reports-phys… 🔗 2666-3864 (23) 00444-7