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随着数据中心电力需求的急剧增长,科技公司正积极探索减少能耗的新途径。据麦肯锡公司指出,冷却系统是减少能耗的关键一环,因为它占据了数据中心总能耗的约40%。
目前,多数数据中心采用向服务器吹送冷空气的方式进行冷却,但这种方式效率较低。正因如此,像亚马逊这样大量部署高能耗AI服务器的公司,正逐步转向液体冷却技术。
总部位于爱尔兰的初创公司Nexalus提出了一种创新的热水冷却方案,该方案不仅提升了冷却效率,还能将产生的废热转化为其他行业的宝贵资源。
Nexalus的液体冷却系统核心在于“芯片直冷”技术。该技术通过管道连接位于CPU或GPU顶部的散热器,促进冷却液的流动。与传统设计不同,它并非利用小通道引导冷却液,而是通过小孔将液体精准喷射至冷却板,类似消防水带对准火源。这些微喷射器能直接将液体送达芯片最热点,使系统能在较低压力下高效运行。Nexalus首席技术官托尼·罗宾逊表示,公司可根据不同芯片定制微喷射器。
Nexalus将整个服务器封装在一个可放入标准1U机架空间的盒子里。在密封盒内,服务器其他组件通过风扇冷却,而排气侧的热交换器则从空气中提取热量以备重新利用。冷却液主要由水和少量丙二醇组成,与汽车散热器中使用的化合物相同。加热后的液体从机箱抽出,在热交换器中冷却后,可选择将热量排入空气,或传输至与建筑物或工业用户相连的另一个循环系统中。
液体冷却系统不仅节省了数据中心的空间,降低了房地产和建设成本,还有望减少水资源的使用,因为许多数据中心依赖水资源进行空调制冷。
然而,如何处理多余热量仍是一大挑战。目前,大部分热量直接排放至空气中。但Nexalus认为,它能帮助公司将废热转化为潜在利润来源,通过出售给工业用户和供暖区,甚至用于抵消自身公用事业费用。
“我们虽不直接供电,但增加了电力的可用量,”公司联合创始人兼首席执行官肯·奥马霍尼向TechCrunch表示,“如果家庭从我们这里获得热水,无需电力系统加热,电网就能释放更多电力供分配。”
这听起来或许有违直觉,但只要热水比待冷却物体更冷,即可用于冷却。这正是热泵在住宅和商业建筑中的工作原理。虽然多数数据中心产生热量,但通常不足以供人使用。奥马霍尼指出,Nexalus通过热水冷却,旨在改变这一现状,同时减少35%的电力消耗。
为将热量传递给其他客户,Nexalus与制造数据中心暖通空调系统的Munters公司合作。为收集服务器热量,该初创公司与戴尔合作,现还与惠普企业(HPE)携手(此信息由HPE独家向TechCrunch透露),确保其液体冷却系统可作为空气冷却的替代品。这些系统可通过直接销售或戴尔、惠普企业的集成合作伙伴进行推广。
奥马霍尼设想,城市中的小型数据中心可利用现有区域供暖计划,或在摩天大楼内重复使用热量。大型数据中心运营商则可能与食品制造商等工业公司合作,这些公司需热量维持运营。
“很难想象,随着能量增多,建设与食品生产共址或捕获碳的区域供暖系统在经济上无意义,”罗宾逊说道。