微软发布数据中心闭环液冷设计,“零水蒸发”冷却系统预计2026年开始运行

科技   2024-12-16 12:42   北京  

科技巨头微软周一宣布,将于2026年在其数据中心启动“零水蒸发”液体冷却系统。该设计优化人工智能工作负载,并通过使用闭环设计消耗零水。

数据中心约占全球用水总量的1%,一个超大规模设施每天冷却和加湿用水可达150万升。随着人工智能工作负载推动计算密度需求达到前所未有的高度,这种用水量持续增加,对数据中心运营商和当地社区构成了日益严峻的挑战。


在水资源压力严重的地区,这一问题尤为突出。数据中心开发项目面临环保团体和地方政府的强烈反对。例如,亚利桑那州的马里科帕县(Maricopa County)是全球最大的数据中心集群之一,但在长期干旱条件下,该地区围绕技术基础设施水资源分配的问题展开了激烈争论。



微软零水设计引领行业变革


微软数据中心基础设施工程副总裁Steve Solomon表示,他们已于2024年8月在亚利桑那州凤凰城和威斯康星州芒特普莱森特的新数据中心中应用了这一技术。这些试点项目预计将在2026年开始运行,并于2027年上线,这标志着其高密度AI工作负载热管理方法的根本性转变。

这一全新设计通过芯片级冷却技术实现冷却过程中无水蒸发,该技术通过闭环系统提供精准的温度控制。据预计,每个数据中心设施每年将减少1.25亿升的用水量。


微软开发的液冷罐原型,用于沉浸式冷却,替代传统空气冷却技术。图片来源:微软

微软数据中心基础设施工程副总裁Steve Solomon解释了这一技术:“这些新型液冷技术通过闭环回收水资源。一旦系统在建设过程中注满水,水将持续在服务器与冷却装置之间循环流动,无需新的水源补充。”

该计划是微软数据中心社区承诺的一部分,旨在支持其设施所在地区的当地经济和社区。Steve强调:“保护当地流域是这一承诺的重要部分——尤其是在水资源压力日益增加的地区。”

水资源使用效率(WUE)塑造微软的环境战略


微软通过水资源使用效率(WUE)这一指标来衡量其水资源效率,该指标计算用于冷却和加湿的年度用水量与总IT设备能耗的比率。微软表示,其数据中心在上一财年达到了0.30 L/kWh的WUE,与2021年的0.49 L/kWh相比减少了39%。

零水蒸发冷却设计通过闭环系统回收水资源。图片来源:微软

这一改进得益于包括扩大温度范围和采用替代水源在内的运营变革。微软已在德克萨斯州、华盛顿州、加利福尼亚州和新加坡的设施中实施了回收水和再生水系统。

“自2000年代初以来,我们一直致力于减少用水量,自第一代数据中心以来,WUE已提高了80%。”Steve指出,“随着水资源挑战日益严重,我们还有更多工作要做。”

电力使用影响推动冷却技术创新


从蒸发式冷却系统向机械冷却系统的过渡将影响设施的电力使用效率(PUE),这是衡量数据中心能源效率的指标。微软表示,新的芯片级冷却解决方案允许比以前硬件更高的运行温度,从而能够使用水温更高的经济型冷却设备。

关键数据

• 1.25亿升:新冷却设计每个数据中心每年节约的用水量
• 39%:2021-2023年间微软水资源使用效率的降低幅度
• 80%:自微软第一代数据中心以来,WUE的提升幅度

“与我们的蒸发式数据中心设计相比,新设计仅导致年度能耗的微小增加,”Steve表示。微软称,其正在开发其他创新冷却技术,以进一步降低能耗。

微软计划在亚利桑那州凤凰城和威斯康星州芒特普莱森特的新设施中试点零水蒸发设计,预计这些设施将在2026年投入运营。从2024年8月起,微软已在所有新数据中心设计中实施下一代冷却技术。

随着下一代数据中心的转型,微软预计其WUE将接近零,而这些技术也将在未来的设施扩展中继续推动WUE的降低。

目前,现有数据中心仍在同时使用空气冷却和水冷系统,但微软在水资源保护方面的承诺始终清晰明确。“从2024年8月开始,我们所有新设计的数据中心都已采用这一新一代冷却技术,致力于使零水蒸发成为我们所有资产的主要冷却方法。这些新设施将在2027年底陆续上线。”

来源:网络

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