資料中心應該保持涼爽還是溫暖?

隨著雲端運算快速發展,全球資料中心的數量逐年增加。資料中心運作所產生的熱能也成為一大挑戰。據估計到了2030年,資料中心的總耗電量將高達8,480萬兆瓦,其中約40%會用於資料中心的冷卻。為了降低資料中心的能源消耗,各界正積極研發創新冷卻技術。

目前資料中心主要採用空調系統對伺服器進行空氣冷卻。美國Forced Physics公司於2019年開發出一套被動冷卻系統 JouleForce conductor,該系統利用室內過濾後的空氣直接帶走伺服器產生的熱量,據稱可將資料中心冷卻需求降低90%。富士通公司也計劃推出一款液體浸沒式冷卻系統,直接將伺服器浸泡在電絕緣性的氟碳流體中,透過液體傳熱的高效率,可減少40%的冷卻能源消耗,並降低50%的樓層空間。

另一方面,也有研究認為應提高資料中心的運作溫度,讓資料中心保持溫暖而非冷卻。香港理工大學的研究指出,允許資料中心溫度升高到攝氏41度,可以減少56%的全球能源消耗。隨著材料與系統的進步,新的微處理器已可在更高溫下運作。提高資料中心內部溫度,可縮小與外界溫度的差距,降低主動冷卻需求。

極低溫冷卻技術也為資料中心的節能帶來新的契機。比利時Imec公司的研究人員指出,將資料中心冷卻至接近絕對零度,可以增加運算效能16倍。雖然冷卻系統的耗電量也會增加,但運算效能的大幅提升可彌補冷卻成本。據研究,量子計算對溫度需求更為嚴苛,一般資料中心並不需要冷卻至如此低溫。

綜合以上技術發展,可以看到減少資料中心能源消耗的潛力。不論是液體浸沒冷卻、提高運作溫度還是極低溫冷卻,各技術都在試圖以不同方式降低冷卻所需的能源。隨著技術不斷精進,資料中心冷卻系統必將朝向更高效、更環保的方向演進。未來可期待看到更節能的綠色資料中心問世。

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SARAH WELLS(2023). Should Data Centers Be Kept Cool-Or Warm?. IEEE Specturn.檢自:https://spectrum.ieee.org/data-center-cooling (Nov.16,2023)

JOHN BOYD(2017). Fujitsu Liquid Immersion Not All Hot Air When It Comes to Cooling Data Centers. IEEE Specturn.檢自:https://spectrum.ieee.org/fujitsu-liquid-immersion-not-all-hot-air-when-it-comes-to-cooling-data-centers (May.18,2017)

TRACY STAEDTER(2019). A Cooler Cloud: A Clever Conduit Cuts Data Centers’ Cooling Needs by 90 Percent. IEEE Specturn .檢自:https://spectrum.ieee.org/a-cooler-cloud-a-clever-conduit-cuts-data-centers-cooling-needs-by-90-percent (Jan.23,2019)

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