作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2023/10/20 21:19:23
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让数据中心更环保,或需“调高温度”

 

对于高能耗的数据中心来说,并不总是温度越低越好,尤其是在电费方面。香港理工大学教授王盛卫与合作者研究发现,让数据中心温度保持在41℃左右,可在全球范围内节省高达56%的冷却成本。研究或有助于未来开发和管理更高效的数据中心和IT服务器。相关研究近日发表于《细胞报告物质科学》。

“冷却系统耗能占数据中心总能耗的1/3以上,许多研究都在谈论降低冷却系统能耗。与其找到更好的方法来冷却数据中心,为什么不重新设计服务器,使其能在更高的温度下运行呢?”论文通讯作者王盛卫说。

当前,数据中心的运行温度通常在20℃~25℃之间。传统冷却系统是通过让计算机生成的热空气流过水冷盘管来冷却空气。然后,被加热的水进入冷却器或经过自然冷却过程,然后再循环回到盘管。与运行方式类似于空调的能源密集型冷却器不同,自然冷却过程利用环境空气来冷却水,能耗要少得多。

为节省能源,数据中心通常建在较冷的地区,以便实现自然冷却。但是由于电子技术的进步,许多IT服务器已经允许在30℃以上的更高温度下运行。这意味着在大多数气候条件下,包括那些较热的地区,数据中心也可能受益于自然冷却。

问题的关键是,最高能到什么温度?

为了找到答案,研究人员在传统冷却系统的基础上建立了一个模型,并模拟了系统在不同气候条件下的运行。结果表明,在41℃(研究者称之为“全球自然冷却温度”)的温度下,几乎所有地区的数据中心全年都可以100%依赖自然冷却。与在22℃下运行的数据中心相比,这些数据中心可以节省13%~56%的能源。

研究人员表示,根据一个地区的温度和湿度,数据中心甚至可能不需要把温度提高到那么高,就能充分利用自然冷却。例如,北京、昆明和香港完全依靠自然冷却的温度分别为39℃、38℃和40℃。

“但在提高温度门槛之前,需要确保三件事。”王盛卫说,“首先,需要确保服务器运行的可靠性;其次,计算效率需要保持不变;第三,需要确保服务器的能源消耗不会因为激活其内置冷却保护来增加,比如风扇。”王盛卫认为下一代服务器有可能在高达40℃的环境下工作而不会出现性能下降。

“这是我们第一次为冷却系统工程师和服务器设计工程师提供一个具体的目标。”王盛卫说,“我认为41℃在不久的将来是可以实现的。我们所需要提高的温度只有10℃或更低。”

相关论文信息:

http://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101624

 
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