玩游戏、视讯通话,甚至是无人机、自驾车能快速运算,全靠上百台服务器的数据中心运作;在全球零碳排风潮下,绿色运算已成显学,降低散热与耗电是关键。在经济部技术处支持下,工研院创新以液体降温,取代以往靠吹冷气散热做法,让节能减碳效益高达40%。

台湾工研院与日本电信商携手多家全球知名IT企业,开发沉浸式冷却边缘数据中心,以非导电的液体为服务器散热,冷却系统不必完全密封,节能减碳效益可达40%,为台湾ICT软硬件产业建置下世代的节能解决方案。

工研院信息与通讯研究所所长丁邦安表示,后疫情时代下远距协作、远距商务及居家工作逐渐成为常态,再加上虚拟经济、元宇宙热潮等因素,预期将持续推升全球数据运算量,带动更多数据中心建置,而应用多样化的发展趋势也让数据中心朝向微型化、边缘化,更靠近应用端,成为市场发展趋势。此外,AIoT万物联网等多元应用也有机会带动台湾5G专网所需边缘运算供应链的成长。有鉴于市场需求,工研院投入前瞻研发,与日本电信商携手成功打造沉浸式冷却边缘数据中心,串联日本、美国、台湾相关供应链,如服务器、计算机设备、服务器系统冷却槽、冷却液、监控软件系统等,打造全套解决方案,并成功测试在亚热带气候下之营运。

为了解决数据中心服务器散热难题,工研院携手台湾服务器系统厂商共同与日本电信商合作打造沉浸式冷却边缘数据中心,是将服务器浸泡于冷却率高的非导电液体,由于液体的散热效果优于传统的空气冷却,再加上液体透过循环冷却方式,让液体降温回流再继续吸收热能,提升能源效率,搭配特殊冷热通道设计,有效解决高密度、高效能服务器的散热难题,并提升能源使用效率和布署弹性。工研院更与台湾云端协会会员合作,建置系统之电力使用效率PUE值(Power Usage Effectiveness;PUE)达到平均1.17,优于传统机房的1.6,单一机柜之耗电量减少43%、使用空间少60%,今年也将进入商用场域服务验证。

此技术有五大特色:

 

其一,服务器高密度配置,相对传统空气冷却需预留空间让空气对流,此技术即可节省空间,提高服务器排列密度,提升数据中心单位空间运算力;

 

其二,辅助自然冷却,结合通风窗、排风扇和特殊空间通道设计,有效导入外气,排出热能,强化自然环境冷却效果,取代传统气冷,达到节能目的;

 

第三,高维修便利性,采用单相冷却技术(Single-phase Coolant),相对一般双相沉浸式冷却,单向冷却系统不必完全密封,维修时冷却资源不易损耗;

第四,快速布署,以货柜型模块化,三个月内可快速布署或扩建;

 

最后,监控软件系统,即是透过人性化界面管理,不只确保IT设备能在正常温度下操作,还能细部调整机房内每个可以控制的单元,以最低程度调动辅助冷却设备控制方式达到理想的温度,达到更好的能源使用效率,并可事先预测未来可能的温度走势,在第一时间就做出反应,让IT人员可远程实时掌握数据中心设备健康程度。

作者 gan, lanjie