Groenere datacenters bouwen
Elektrificatie en digitalisering brengen zowel uitdagingen als kansen voor duurzaamheid met zich mee. Verwacht wordt dat de vraag naar elektriciteit tegen 2050 zal verdrievoudigen, dat de infrastructuur voor elektrische voertuigen (EV) en hernieuwbare energie toeneemt en dat de verouderde elektrische infrastructuur snel wordt vervangen om aan de groeiende energiebehoefte te voldoen. Samen met deze ontwikkelingen neemt de vraag naar data toe. Naarmate AI- en machine learning-toepassingen exploderen, maken datacenters steeds meer gebruik van de kracht van de wereld.
Volgens het Internationaal Energieagentschap vereist een ChatGPT-query 2,9 watt-uur elektriciteit, tegenover 0,3 watt-uur voor een Google-zoekopdracht. Daarnaast schat het IEA dat het wereldwijde energieverbruik van gegevens tot 1,5% van de wereldwijde elektriciteitsvraag vertegenwoordigt. Andere bronnen schatten dat aantal zelfs nog hoger. AI heeft een rol te spelen in alle industrieën, maar om AI duurzaam te laten schalen, moeten we groenere datacenters bouwen.
Een AI-gedreven paradigma shift in Hoe HET wordt gekoeld
Thermal Design Power (TDP) is een maat voor het energieverbruik en de koelingsbehoeften van een chip. Als de TDP van een chip hoger is dan de capaciteit van het koelsysteem, zal deze oververhit raken, waardoor de apparatuur minder goed werkt en de prestaties afnemen. Het ontwerpen van het juiste koelsysteem is een essentieel onderdeel van de werking van AI-datacenters en biedt mogelijkheden voor duurzaamheidsverbetering op meerdere gebieden.
Van oudsher wordt IT-apparatuur in datacenters gekoeld met lucht. In luchtkoelsystemen wordt de hele ruimte gekoeld met behulp van airconditioning, en ventilatoren duwen gekoelde lucht door servers, waardoor de chips worden gekoeld. Luchtkoeling kan echter niet voldoen aan de hoge koelingsvereisten van AI-datacenters.
Om IT te beschermen en energie te beheren, schakelen datacenters over op vloeistofkoeling, waarbij gekoelde vloeistof wordt gebruikt om warmte op te vangen en weg te transporteren van IT-apparatuur. Vloeistofkoeling is effectiever omdat vloeistof een hogere warmteoverdrachtscapaciteit heeft dan lucht en dichter bij de warmtebron kan worden gebracht.
Dit vermindert de energie die nodig is voor koeling, wat leidt tot lagere kosten en een lagere ecologische voetafdruk. Hoewel de meeste datacenters tegenwoordig luchtgekoeld zijn, zal de vloeistofkoeling naar verwachting snel groeien met de groei en uitbreiding van AI.
Soorten vloeistofkoeling
Om groenere datacenters te kunnen bouwen, is het belangrijk om inzicht te krijgen in de verschillende configuraties voor vloeistofkoeling. Er zijn vier hoofdtypen:
Vloeistof-naar-lucht
Deze koeling zorgt voor vloeistofkoeling voor IT-apparatuur in luchtgekoelde datacenters door gekoelde vloeistof door IT-rekken te laten circuleren. De vloeistof wordt vervolgens gekoeld met behulp van een vloeistof/lucht-warmteafstoting en gerecirculeerd. Bij vloeistofkoeling met gesloten circuit is voor deze methode geen nieuwe infrastructuur van de faciliteit nodig, omdat de vloeistof zich in een gesloten circuit bevindt. Vloeistof-luchtsystemen circuleren ook vloeistof in een gesloten circuit, waardoor ze waterefficiënter worden.
Lucht-naar-vloeistof
Dit is afhankelijk van lucht om de IT-apparatuur zelf te koelen, maar gebruikt gekoelde vloeistof om de lucht af te koelenvoordat deze weer in de kamer wordt afgevoerd. Dit isoleert de serverwarmte naar het rack en vermindert de noodzaak om de lucht in een volledige gegevensruimte te koelen. In deze systemen is vloeistof nodig voor het koelen van vloeistoflussen in koelers van achterdeuren die op de achterkant van servers zijn geplaatst.
Direct-naar-chip
Deze koeling verwijdert efficiënt warmte aan de bron door gebruik te maken van een warmteafleider die direct op de chip zelf is geplaatst. Deze technologie kan worden gekoppeld aan vloeistofkoelers of vloeistoffen in de faciliteit gebruiken, maar zorgvuldig ontwerp is absoluut essentieel omdat vloeistof zich dicht bij IT-systemen bevindt.
Onderdompeling
Door deze koeling worden hele servers ondergedompeld in een gekoelde diëlektrische vloeistof. Deze koelmethode beheert niet alleen de warmte erin, maar beschermt het ook tegen stof en vocht. Dompelkoeling kan zeer energiezuinig zijn, maar het wordt geleverd met zijn eigen duurzaamheidsoverwegingen, waaronder de productie van diëlektrische vloeistof.
In het midden van een vloeistofkoelsysteem bevindt zich het koelvloeistofverdeelhuis (CDU). Afhankelijk van de koelmethode kunnen CDU's stand-alone apparatuur zijn of in andere apparatuur worden geïntegreerd. CDU's dienen als het hart en het brein van elk vloeistofkoelsysteem, met behulp van geavanceerde regelalgoritmen om gekoelde vloeistof nauwkeurig door de gehele koelkring te pompen met een geoptimaliseerde snelheid en temperatuur.
Vloeistofkoeling implementeren om duurzaamheid te verbeteren
Power usage Effectiveness (PUE) is een belangrijke maatstaf voor duurzaamheid voor datacenters. PUE wordt berekend door de totale hoeveelheid energie die door een datacenter wordt gebruikt te delen door de hoeveelheid energie die door de computerapparatuur wordt gebruikt. Lagere PUE betekent een efficiënter datacenter. Voor een groot aantal datacenterconfiguraties kan vloeistofkoeling worden gebruikt om de PUE te verlagen.
Er zijn te veel variabelen om aan te geven dat één configuratie altijd beter is. De belangrijkste overweging is ervoor te zorgen dat de koeloplossing bij het probleem past. Voor bestaande datacenters die hun koelingsmogelijkheden snel moeten uitbreiden om AI-chips te ondersteunen, maar geen tijd hebben voor een uitgebreide ombouw of verbouwing, kunnen vloeistofgekoelde koelsystemen een goede keuze zijn.
Als een datacenter zijn efficiëntie wil verbeteren, maar nog steeds gebruik maakt van luchtgekoelde chips, kan lucht-vloeistofkoeling dat doel bereiken. Wanneer datacenters zich voorbereiden op een duurzame voeding voor geavanceerde high-performance computing, zijn ze mogelijk klaar voor koeling onder de waterhuishouding.
Engineers kunnen ook verder kijken dan het datacenter om vloeibare koeling te implementeren. Opslag van batterijenergie speelt een belangrijke rol in het ecosysteem van het datacenter door back-upvoeding te bieden. Vloeistofkoeling kan ook op deze oplossing worden toegepast, waardoor accu's efficiënter worden gekoeld en optimale prestaties worden bereikt.
Advocaat worden voor groene datacenters
Tech Leaders moeten hun teams blijven aanmoedigen om de grenzen van technologieën voor vloeistofkoeling te verleggen en deze te blijven verbeteren om zowel de efficiëntie als de betrouwbaarheid te verbeteren. Technici kunnen ook op zoek gaan naar creatieve manieren om de warmte van datacenters te hergebruiken nadat deze is overgebracht naar warme vloeistoffen, zoals bescherming tegen bevriezing en smelten van ijs voor datacenteromgevingen en zelfs voor het verwarmen van huizen en bedrijven. Naast hardware-innovatie zijn er mogelijkheden voor het toepassen van geavanceerde besturingsalgoritmen om de efficiëntie van de koeling te verbeteren.
Het belangrijkste is dat technologische leiders steeds pleiten voor groenere datacenters. Naarmate computertechnologieën zich blijven ontwikkelen, zal het ontwikkelen van duurzamere ecosystemen om hen heen een van de belangrijkste uitdagingen zijn voor de technologische leiders om deze te overwinnen.
nVent richt zich op betrouwbaarheid en efficiëntie en streeft ernaar geavanceerde koeloplossingen te leveren die zijn afgestemd op de eisen van moderne datacenters en omgevingen met hoge prestaties. Lees meer over de uitgebreide portfolio en expertise van nVent, waaronder datacenteroplossingen: Datacenters en netwerken | nVent-GEGEVENSOPLOSSINGEN
Datacenteroplossingen
Met meer dan 15 jaar ervaring op het gebied van vloeistofkoeling, maakt nVent's uitgebreide ervaring met technische toepassingen en wereldwijde aanwezigheid het mogelijk efficiënte oplossingen te creëren die optimale prestaties en betrouwbaarheid garanderen voor geavanceerde computeromgevingen voor onze partners.
Nieuws en inzichten
Op de pagina Nieuws en inzichten worden de recente financiële resultaten, strategische partnerschappen en duurzaamheidsinitiatieven van het bedrijf belicht, waarbij de betrokkenheid van het bedrijf op het gebied van innovatie en gemeenschapsbetrokkenheid in de sector elektrische verbindingen en beveiliging wordt getoond.