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如何在热带地区建设节能数据中心

责任编辑:cres 作者:Paul Mah |来源:企业网D1Net  2020-07-01 11:20:20 原创文章 企业网D1Net

提高在热带地区运营的数据中心的能源效率虽然很难但并非没有可能,只是与位于温带地区的类似数据中心相比更加困难且收益显著减少。
 
位于热带地区的东南亚国家共拥有6亿多人口,其数字化应用增长迅猛。随着该地区正在建设越来越多的数据中心,是否有创新或实用的策略可以帮助数据中心提供商在这里建设的数据中心实现绿色节能?
 
采用混合液体冷却解决方案
 
对于新加坡国立大学冷却能源科学与技术计划主任PS Lee教授来说,混合液体冷却解决方案可能是东南亚地区所需的数据中心冷却解决方案。
 
该解决方案需要利用液体冷却技术针对CPU、GPU和内存等发热量IT组件进行冷却,并通过机架或大厅中的机房空调对其他设备进行冷却。这与电脑游戏爱好者主要采用的水冷解决方案非常相似,其冷却液在一个闭环管道中循环流动,可以有效消除热量和水分流失。Lee采用的混合液体冷却技术更进一步将冷却水输送到机架层级的热交换器中,热交换器通过第二个回路将热量传递到室外干燥冷却器。
 
Lee说,在32kW的负载下进行测试时,采用混合液体冷却解决方案的数据中心的PUE仅为1.09,其优点是比完全浸入式液体冷却更容易实施。Lee表示,由于数据中心95%的热量已经通过液体冷却消除,因此其解决方案可以使数据中心无需采用冷却器和机房空调即可构建,并且由于不再安装机房空调以及活动地板,其结果将显著减少机械和电气方面的工作,可以降低成本,并加快数据中心的建设速度。
 
惊喜的发现
 
但是在世界大部分地区,数据中心的建设和运营不可能不部署机房空调,在热带地区更是如此。但是,今年早些时候在AI Singapore公司进行的一项测试中有了一个令人惊喜的发现,这将促使Lee将其商业化混合液体冷却解决方案用于现有数据中心设施。
 
这个混合冷却解决方案在一个由20台服务器组成的单个机架测试台进行测试,每台服务器采用一个AMD Epyc CPU和四个Nvidia RTX2080 GPU,这种冷却方案至少降低了25%的IT设施功耗。Lee解释说,CPU温度的急剧下降导致了IT功耗的大幅下降。这是由于采用了液体冷却技术,并结合采用独特设计的高效“斜鳍”冷却板实现的。
 
这意味着现有的数据中心可以部署这种混合液体冷却解决方案,从显著降低的功耗中获益。Lee表示,通过拆除第二个冷却回路并通过标准后门热交换器排出废热,无需对数据中心进行改造。他目前正在与该地区多家运营商进行协商,探讨其提出的解决方案。
 
那么为什么这种混合液体冷却方案没有更广泛地应用呢? Lee认为,这可能是由于大多数设备制造商来自美国或欧洲。随着市场推出更多冷却设备,开发专门针对热带气候部署的冷却系统的紧迫性可能会降低。
 
提高效率从设计开始
 
但新加坡冷却技术提供商SpaceDC公司首席执行官Darren Hawkins表示,标准冷却系统部署得当也可以带来巨大的改变。建立高效的数据中心归结于设计。该公司正在印尼建设一个数据中心园区,该园区计划于今年下半年开通运营。
 
SpaceDC公司放弃了该地区更常见的数据中心冷却技术,而采用了风扇墙和连续冷却技术。Hawkins说,安装外墙构件可以将太阳辐射热能降至最低。而规模更大的数据中心碳足迹可能更低,并且降低更多成本,这得益于规模经济、更低的PUE以及安全和维护所需的人员更少等因素。
 
Hawkins说,“一个常见的错误是低估了技能对部署冷却系统的重要性。技能集尤其重要,尤其是对于正在构建的更复杂的大型数据中心而言。需要确保所部署的技术能够以最高性能运行和维护。而先进技术就是业务推动者。但是,如果运营团队不熟悉这些技能,那么可能会导致进一步的问题。”
 
适应性成为关键因素
 
SpaceDC公司建设的数据中心设施不采用活动地板,甚至不依赖电网的电力,与其相反,该数据将使用天然气驱动的往复式发电机为数据中心园区供电。
 
Hawkins表示,这种不太常见的选择是在对印尼雅加达的可用电源、电源质量、供电历史、可用容量以及配电方式进行彻底审核之后做出的。他说。“电网运营每月都会出现一些问题,不一定是停电,而是出现低电压和高次谐波。这意味着数据中心通常将使用柴油发电机的电力。”
 
有鉴于此,提供最具弹性的数据中心设计意味着要采用现场发电。采用燃气发电机意味着有吸收式制冷机来为制冷机回收废热,而来自天然气发电机这种更清洁的电力可以转化为更高效的能源链,例如采用UPS电源设备以高效模式运行。
 
Hawkins说,“我们提供超大规模数据中心所需的持续冷却、连续空间和可靠的电源。我们将其纳入适应当地气候的建筑中。其需求是相同的,但是提供方式却大不相同。这种技术可以在不同城市进行交付。”
 
他指出,有了新的创新和适应的意愿,在热带地区的数据中心运营商能够建设更加节能的数据中心设施。
 
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