现在数据中心密度已经可达到每机架约20千瓦甚至更高,在这种情况下,环境或自然空气数据中心冷却系统的可行性开始遭到质疑。这种冷却系统的成本会不断增加,到某个时候,企业甚至可能根本无法足够有效地冷却超密集机架。

对此,企业开始研发新型冷却系统,利用峡湾、河流和海洋等自然资源。这项工作很有潜力,但尚处于发展的初期阶段。

传统的空气冷却系统已经开始达到其性能极限,例如精密的冷却器、加热和空调系统。当机架密度增加时,由于湿度控制、气流阻力和风扇效率,这些系统难以提供必要的冷却。冷却硬件还会消耗大量电力,这增加了成本,并在发生故障时,可能对服务器产生负面影响。

温度波动也会影响冷却效果。在一年时间中,很多地区的气温范围跨越0到100华氏度不等。企业试图将他们的数据中心保持在70华氏度左右,这意味着数据中心冷却系统需要在高峰期和变化的季节中更努力地运转。

利用水资源

目前新的水冷却技术可以帮助解决过热问题,有些供应商在靠近天然水道的地方构建数据中心,有时甚至在天然水道构建数据中心。这会带来很好的效果:全年气温保持相对稳定。此外,与空气相比,水是更有效的冷却方式;它的效果至少高出50倍。

但这里的问题是水可能会泄漏并造成硬件损坏,因此企业必须谨慎考虑在本地设置中利用水资源。但是,由于空气冷却成本太高,有些企业正在转向使用自然资源作为冷却数据中心硬件的方法。

在2013年,面向高端数据中心的Green Mountain公司在深山一侧构建了其Stavanger数据中心。他们选择的位置是在挪威西海岸,此前曾是北约存储弹药的地方,他们使用的是来自邻近的峡湾的冷水。

该公司在这个冷却站内建造了两个水池,进水池位于海平面以下16英尺处。这使得该数据中心的冷却系统可以通过重力获得自然供应冷水。水通过328英尺深的管道收集,温度恒定在46华氏度。

然后,这些水会通过热交换器和闭环淡水系统,该系统会将自由冷水引入数据中心。这种新型数据中心冷却设计可支持每机架20千瓦至120千瓦的密度。

Nautilus Data Technologies公司将这一想法更了进一步,他们使用驳船作为浮动数据中心。该公司目前正在加利福尼亚州的Mare Island Naval Shipyard建造其第一个系统。当该数据中心完工后,该公司计划将其拖至斯托克顿港,客户将可在2019年底之前使用其服务。

面对新挑战

这些行业项目非常具有潜力,但面临部署挑战。

Uptime Institute公司首席技术官Chris Brown 称:“每个人都担心泄漏问题。我住在俄克拉荷马州,曾看到严重的降雨让防水屋顶出现泄漏。”

这些地方还需要可靠和可再生的电源。Stavanger中心靠近两座水力发电厂,对可再生能源的重视限制了这些数据中心的潜在位置数量。

并且,这些数据中心必须拥有全面的高速通信线路,以确保网络正常运行时间,而这可能非常高昂。

由于大规模的水冷却技术(以及这些数据中心设置和管理工具)仍然是新鲜事物,Nautilus Data Technologies等公司仍在研究如何有效整合这些技术,以确保一切顺利进行。

现在还存在新的环境障碍。对于Nautilus公司,他们还必须了解藻类、藤壶和海洋生物等因素,以及海水对机械的磨损情况。

随着数据中心基础设施变得越来越强大,机架密度增加,企业将需要数据中心冷却系统来满足性能和过热需求。当前的行业选项很新,也很有潜力,但也面临很多问题。

Brown总结称:“目前,随着该行业试图解决空气冷却系统的局限性问题,很多有趣的概念正在测试中,但尚未出现解决方案。”

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