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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

361期2022年4月號

出版日期:2022/04/15

正方形 Icon 創新之鑰 Innovation

資料中心節能40%

整理/編輯部

工研院與日本電信商攜手多家全球知名IT企業,開發「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,以非導電的液體為伺服器散熱,節能減碳效益可達40%。
工研院與日本電信商攜手多家全球知名IT企業,開發「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,以非導電的液體為伺服器散熱,節能減碳效益可達40%。

玩遊戲、視訊通話,甚至是無人機、自駕車能快速運算,全靠上百台伺服器的資料中心運作。全球零碳排風潮下,綠色運算已成顯學,降低散熱與耗電是關鍵。工研院創新以液體降溫,取代以往靠「吹冷氣」散熱作法,讓節能減碳效益高達40%。

智慧手機與物聯網時代來臨,我們的智慧生活與資料中心(Data Center)愈來愈脫不了關係。國際數據資訊(IDC)研究預估從2020年至2025年,全球數據資料量的年複合成長率上看24%,各雲端服務業者都在擴大資料中心規模;市場研究機構Synergy Research Group也指出,截至2020年底,全球超大規模的資料中心逼近600座,比2015年增加1倍。在2050淨零碳排的目標下,資料中心如何做到暨智慧又減碳,是業者重要的課題。

工研院與日本電信商攜手多家全球知名IT企業,開發「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,以非導電的液體為伺服器散熱,冷卻系統不必完全密封,節能減碳效益可達40%,為臺灣ICT軟硬體產業建置下世代的節能解決方案。

零接觸應用興起 資料中心微型化邊緣化

工研院資訊與通訊研究所所長丁邦安指出,後疫情時代下遠距協作、遠距商務及居家工作逐漸成為常態,再加上虛擬經濟、元宇宙熱潮等因素,預期將持續推升全球資料運算量,帶動更多資料中心建置,而應用多樣化的發展趨勢也讓資料中心朝向微型化、邊緣化,更靠近應用端,成為市場發展趨勢。

此外,AIoT萬物聯網等多元應用也有機會帶動臺灣5G專網所需邊緣運算供應鏈的成長。有鑑於市場需求,工研院投入前瞻研發,與日本電信商攜手成功打造「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,串聯日本、美國、臺灣相關供應鏈,如伺服器、電腦設備、伺服器系統冷卻槽、冷卻液、監控軟體系統等,打造全套解決方案,並成功測試在亞熱帶氣候下之營運。

伺服器冷水浴 有效省電4成以上

為了解決資料中心伺服器散熱難題,工研院攜手臺灣伺服器系統廠商共同與日本電信商合作打造「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,是將伺服器浸泡於冷卻率高的非導電液體,由於液體的散熱效果優於傳統的空氣冷卻,再加上液體透過循環冷卻方式,讓液體降溫回流再繼續吸收熱能,提升能源效率,搭配特殊冷熱通道設計,有效解決高密度、高效能伺服器的散熱難題,並提升能源使用效率和部署彈性。工研院更與臺灣雲端協會會員合作,建置系統之電力使用效率PUE值(Power Usage Effectiveness;PUE)達到平均1.17,優於傳統機房的1.6,單一機櫃之耗電量減少43%、使用空間少60%,今年也將進入商用場域服務驗證。

此技術有五大特色,其一,伺服器高密度配置,相對傳統空氣冷卻需預留空間讓空氣對流,此技術即可節省空間,提高伺服器排列密度,提升資料中心單位空間運算力;其二,輔助自然冷卻,結合通風窗、排風扇和特殊空間通道設計,有效導入外氣,排出熱能,強化自然環境冷卻效果,取代傳統氣冷,達到節能目的;第三,高維修便利性,採用單相冷卻技術(Single-phase Coolant),相對一般雙相沉浸式冷卻,單向冷卻系統不必完全密封,維修時冷卻資源不易損耗;第四,快速布署,以「貨櫃型」模組化,3個月內可快速布署或擴建;最後,監控軟體系統,即是透過人性化界面管理,不只確保IT設備能在正常溫度下操作,還能細部調整機房內每個可以控制的單元,以最低程度調動輔助冷卻設備控制方式達到理想的溫度,達到更好的能源使用效率,並可事先預測未來可能的溫度走勢,在第一時間就做出反應,讓IT人員可遠端即時掌握資料中心設備健康程度。

資料中心低碳轉型 掌握全球綠色商機

面對全球減碳趨勢,科技巨擘微軟、Google、亞馬遜皆投入減碳,更列為供應商選擇標準。臺灣ICT產業實力堅強,經濟部統計,我國電腦及周邊裝置出口金額自2016年起連5年雙位數成長,其中伺服器也在2019年遽增2倍,至2020年出口占比更提升至45%,躍居第一,若產業積極低碳轉型,將可更有效掌握全球低碳商機。

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