Vad är rätt temperatur för vatten i vätskekylda system?
Vatten är en central del av många kylsystem för datacenter. Men när densiteterna - och därmed temperaturerna - ökar måste frågor ställas om rätt temperaturer för vattenkylning av dessa system. När chipsen som kör servrarna blir tätare och kraftfullare ställs operatörerna inför frågor om huruvida de ska sänka temperaturen på vatten som går till dessa flis, till den grad att vi måste börja fokusera mer på att kyla vattensystemen.
Historiskt sett har datacenter hållits på runt 20 grader till 22 grader, men grupper som American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) har rådt organisationer att ställa in termostater högre i flera år. Som ett resultat av detta har temperaturerna i datacenter smygt sig uppåt: Facebooks moderbolag Meta höjde sina temperaturer till 29,4 grader, Google gick upp till 26,6 grader och Microsoft har publicerat riktlinjer som tyder på att temperaturerna kan gå upp till 27 grader. Typiska äldre datacenter har börvärden för kylt vatten mellan 42-45 grad F (6-7 grad ). Anläggningar som har gått igenom optimering av sina kylsystem har framgångsrikt höjt sina kylvattentemperaturer till 50 grader F (10 grader) eller högre.
Kylning har alltid varit den näst största energikonsumenten i datacentret efter IT-belastningen, och detta är mest energi som används för att kyla vad värmeöverföringsmediet än är - luft eller vätska. Så ju mindre energi som spenderas där, desto bättre blir anläggningens totala effektivitet. Bilden förändras i takt med att industrin går mot övervägande vätskekylda datacenter, där en vätska som vatten cirkulerar direkt över de värmeproducerande komponenterna och tar bort värme. Vatten har en mycket högre termisk kapacitet än luft, vilket innebär att datacenter kan stödja chips med högre densitet och använda mindre energi för att kyla dem.
Vätskan som rinner över vätskesystem har en mycket högre temperatur än den som finns i kylvattensystem, men industrin har ännu inte standardiserat på bästa tillvägagångssätt. Samtidigt blir flisen allt tätare och temperaturen på vattnet som tillförs dessa system sjunker. Datacenteroperatörer har länge anklagats för att vara alltför försiktiga genom att överkyla sina luftkylda datacenter för att skydda IT-hårdvaran och undvika ens den minsta risken för överhettning av datahallarna. Att visa för mycket bävan på vätskekylning riskerar samma problem. Högre vattentemperaturer betyder mindre energi som används för kylning – bra för PUE – men riskerar att köra chips närmare deras termiska gräns.
Det finns ingen optimal temperatur för vatten i vätskekylda system, eftersom den bästa temperaturen kommer att variera beroende på installationen av anläggningen." Detta beror helt på vilken typ av vätskekylning som används samt miljön vätskekylsystemet finns i, typen av chip och dess TDP samt utnyttjandet av chipet. Vattentemperaturerna i vätskekylda system verkar idag konvergera runt 32 grader (89,6 grader F) för anläggningsvatten – vad som beskrivs som ett "bra" balans" mellan anläggningens effektivitet, kylkapacitet och stöd för ett brett utbud av DLC-system. Företaget noterar dock att detta ofta kräver ytterligare värmeavvisningsinfrastruktur antingen i form av vattenavdunstning eller mekanisk kylning för chips med högre densitet.
Många operatörer har redan valt konservativa vattentemperaturer då de uppgraderar sina anläggningar för att införliva en blandning av luft- och vätskekyld IT. Andra kommer att installera DLC-system som inte är anslutna till en vattenförsörjning utan är luftkylda med hjälp av fläktar och stora radiatorer. När chipsen blir kraftfullare och mer energikrävande, kräver den interna förlusten som måste hända med chiphuset kallare vatten för att fortfarande kunna stödja pålitlig kylning av dessa chips.
