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通过将服务器浸入液体中来冷却数据中心

微软在其官方博客中宣布了其数据中心,该中心采用了双工淹没式冷却系统,该系统通过将服务器浸入低温沸腾的液体中进行冷却。

在美国西北部的哥伦比亚河东岸,有一个数据中心,该中心支持通信系统,例如Microsoft员工发送和接收的电子邮件。数据中心向装有服务器的钢罐中填充了功能性液体,该功能性液体对沸点低于水50度的电子设备无害。在水箱中沸腾的液体变成蒸气,在颗粒状水箱上方的冰箱中冷凝,然后像雨一样倒入水箱中。

微软表示,这是第一家在运行环境中运行此两阶段浸入式冷却系统的云提供商。微软开始开发浸没式冷却系统的原因是,摩尔定律已达到极限,该定律说半导体集成率将在18个月内翻一番。自1965年英特尔创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)倡导这项法律以来,半导体行业一直在每两年将处理器性能提高一倍,而数十年来却没有增加功耗。但是,随着电路宽度达到原子级,对提高半导体集成度存在物理限制,并且近年来,摩尔定律(Moore’s Law)崩溃了。

尽管处理器性能已达到极限,但由于加密资产的挖掘,对计算能力的需求逐年增加。因此,半导体工业转向通过增加电力消耗来提高性能,但是随着处理器消耗大量电力,处理器产生的热量也增加了。

微软表示,不再可以说空气足以冷却高温芯片,并解释说它正在考虑采用浸没冷却来直接冷却芯片表面上的液体并将其冷却。

微软研究了浸入式冷却系统的有效性,发现这种冷却方法可以将服务器功耗降低5-15%。因此,Microsoft与数据中心设计公司Wiwynn合作建立了一个数据中心,该数据中心使用电气材料制造商3M开发的高性能液体来冷却服务器。

具有这种方式的双工淹没式冷却系统的数据中心不仅会消耗更少的电力,而且不会消耗水,这将极大地促进Microsoft在可持续发展方面的努力,以提供到2030年消耗更多的水。

Microsoft强调,如果可以正确使用双相浸没式冷却系统,它将同时满足所有要求,包括比风冷更低的能源成本,可靠性和性能。

与此项目类似的项目是Natick项目,该项目将整个数据中心沉没在海床上,并用海水冷却。 Natick项目将数据中心置于水下,但是双工淹没式冷却系统仅将服务器置于水中。

将服务器浸入海底或液体中会使更换零件或维修变得困难。因此,Microsoft计划开发一种无需立即更换损坏零件的储罐式服务器。这些罐式服务器可以安装在难以人工管理的偏远地区,也可以用于操作自动驾驶汽车和5G通信塔。

微软表示,它计划在接下来的几个月中开始测试技术验证,届时一个储罐将成为数据中心。相关信息可以在这里找到。