I takt med at efterspørgslen efter servere og IT-infrastruktur fortsætter med at vokse, er en af de største udfordringer at køle servere og datacentermiljøer. Effektiv køling af datacentre forbedrer serverydelsen og styrker de samlede driftsprocesser. Derfor er der gennem årene udviklet forskellige kølemetoder.
Hvorfor er køling af datacentre vigtig?
Datacentre rummer et stort antal servere, der bruges til forskellige formål. Fælles for disse servere er deres høje arbejdsbelastning, som får deres processorer og chips til at udvikle en betydelig mængde varme.
For bedre at forstå dette kan du tænke på din bærbare eller stationære computer. Når den presses ud over sin normale arbejdsbelastning, kan du bemærke, hvor intensivt systemblæseren kører, og hvor meget varme enheden udvikler.
Da servere ofte omtales som supercomputere, producerer de også en stor mængde varme. Hvis denne varme ikke fjernes, vil serverydelsen gradvist falde, og serverne vil ikke længere kunne køre lige så effektivt som før. Et miljø som et datacenter, der huser mange servere, skal derfor også have et passende kølesystem.
I dag er kølesystemer blevet et af de vigtigste kriterier, som virksomheder tager i betragtning, når de vælger et datacenter. I lyset af kølesystemernes betydning for serverydelsen er der udviklet mange kølemetoder til datacentre. Nogle har vist sig at være praktiske, mens andre ikke har. Én ting er dog klar: Efterhånden som brugen af servere er steget, er behovet for nye køleteknologier også vokset.
Metoder til køling af datacentre
Der findes flere metoder til køling af datacentre, som vi gennemgår i dette afsnit.
Luftkøling
Denne kølemetode bruger blæsere, klimaanlæg, ventilationsåbninger og andet udstyr til at skabe luftstrøm. Luftkøling fjerner den varme luft, der genereres inde i datacentret, og erstatter den med frisk, kølig luft. Det er en af de mest udbredte kølemetoder og findes i mange datacentre.
Tidligere var luftkøling tilstrækkelig til mange behov. I dag er arbejdsbelastningerne dog steget både i omfang og intensitet, hvilket betyder, at denne metode ikke længere nødvendigvis er egnet eller effektiv nok til ethvert datacenter.
Luftkøling bruges generelt til racks med en effekttæthed på under 20 kW.
Væskekøling
Ved direkte væskekøling ledes kølevæske gennem et netværk af rør til varmeudviklende komponenter som CPU’er og GPU’er. Når væsken passerer gennem komponenter som køleplader, optager den varme. Når den er opvarmet, vender den tilbage til kølekredsløbet for at blive kølet ned og cirkuleret igen.
Ved denne metode kommer væsken i direkte kontakt med chipsene eller deres kølekomponenter, men hele serveren nedsænkes ikke i væske.
Immersionskøling
Ved denne metode nedsænkes hele serveren i en væske. Man kunne tro, at dette ville beskadige serveren, samtidig med at varmen fjernes, men det er ikke tilfældet. Ved immersionskøling placeres serveren i en ikke-ledende væske, så dens komponenter ikke tager skade.
Væsken optager den genererede varme og forhindrer serveren i at blive overophedet. Metoden er så effektiv, at udstyr med ekstremt høj tæthed kan installeres i faciliteter, der oprindeligt er designet til lave eller mellemhøje effekttætheder.
Immersionskøling kan bruges til stort set alle typer servere og arbejdsbelastninger.
Fordampningskøling
Da luftkøling alene ikke længere kan opfylde kravene i mange datacentre, mens det kan være ekstremt dyrt at udskifte hele kølesystemet, kan fordampningskøling være den bedste løsning for disse faciliteter.
Blæsere trækker udeluft ind i datacentret til køling. Før denne luft når udstyret, fjerner fordampning af vand varme fra den og sænker dens temperatur.
Frikøling
Frikøling er en metode, der udnytter tilgængelige naturressourcer til at sænke temperaturen i et datacenter, når miljøforholdene tillader det, og dermed mindsker behovet for, at konventionelt køleudstyr kører konstant. Ved denne metode kan udeluft eller naturligt kolde vandkilder spille en vigtig rolle i varmeoverførslen.
Teknologier som economizere, indirekte luftbaseret køling, varmehjul og pladevarmevekslere kan bruges til at implementere dette kølesystem.
Om metoden kan anvendes, afhænger af klimaet og mikroklimaet på datacentrets placering. Derfor skal miljøforholdene på stedet vurderes grundigt, før man vælger den. Når forholdene er egnede, kan frikøling reducere energiforbruget og CO2-udledningen. Den kan være særligt effektiv for datacentre, der understøtter krævende arbejdsbelastninger som AI og high-performance computing (HPC).
Deploy Your VPS in Leading Data Centers
Choose from multiple global locations and launch a powerful virtual server with high-speed connectivity, reliable infrastructure, and flexible resources.
Tendenser og fremtiden inden for køling af datacentre
En af de vigtigste overvejelser ved køling af datacentre er at minimere miljøpåvirkningen. Nogle eksisterende kølemetoder har vist sig effektive og kan fortsat bruges bredt. De metoder, der sandsynligvis bliver mere udbredte i fremtiden, giver dog større miljømæssige fordele og mere effektive måder at håndtere overskudsvarme på. Disse omfatter:
- Adaptiv køling: Ved denne metode justerer kunstig intelligens køleniveauet ud fra serverens aktuelle tilstand og arbejdsbelastning. Det forhindrer overdreven køling og unødvendigt energiforbrug.
- Edge-datacentre: Den stigende brug af edge-datacentre gør det muligt at behandle data tættere på brugerne. Disse faciliteter kan tage nyere kølemetoder i brug, der passer til deres specifikke forhold.
- Bæredygtig energi: Brug af sol- og vindenergi sammen med batterier og energilagringssystemer kan hjælpe datacentre med at reducere deres energiforbrug og CO2-aftryk.
Hvilke store datacentre bruger væskekøling?
Store datacenteroperatører som Google, Amazon og Hetzner har i mange år benyttet luftkøling. Deres kølesystemer ændrede sig ikke væsentligt i denne periode, selvom nogle også indførte fordampningskøling. Da disse systemer dog kan være dyre at installere og kan give anledning til miljømæssige bekymringer, især hvad angår vandforbrug og vandets tilbageførsel til naturen, bruges de ikke overalt.
I dag findes der ikke mange detaljerede data eller oplysninger om de kølemetoder, der bruges i AI-datacentre. Infrastrukturen bag platforme som OpenAI, Claude og Gemini må dog anvende væskekølingsteknologier, i hvert fald til servere, der håndterer ekstremt krævende arbejdsbelastninger.
I 2018 placerede Microsoft desuden et forseglet datacenter på størrelse med en container på havbunden for at teste idéen om at bygge datacentre under vand. Da havvand er elektrisk ledende, havde serverudstyret ingen direkte kontakt med det og var beskyttet i en vandtæt indkapsling. Den relativt lave og stabile temperatur i det omgivende havvand var med til at køle serverne.
Disse servere kørte under vand i cirka to år. Trods projektets betydelige potentiale for at reducere omkostningerne til opførelse og køling af servere har ingen virksomhed eller datacenteroperatør siden taget denne tilgang i brug i stor skala.
At bygge datacentre under vand kan påvirke livet i havet negativt og kan på længere sigt forstyrre akvatiske økosystemer.
Til sidst: Hvordan forbedrer adaptiv køling datacentrets effektivitet?
Adaptiv køling bruger kunstig intelligens og realtidsdata til løbende at justere køleniveauet ud fra serverbelastning og miljøforhold. Ved kun at levere køling, hvor og når der er behov for det, kan den forhindre overdreven køling, reducere energiforbruget og forbedre datacentrets samlede effektivitet.
Ofte stillede spørgsmål
1. Kan immersionskøling bruges til alle typer servere?
Immersionskøling kan bruges til en lang række servere og arbejdsbelastninger, men ikke al serverhardware er automatisk kompatibel med denne metode. Komponenterne skal være egnede til nedsænkning i en ikke-ledende dielektrisk kølevæske, og faktorer som hardwarekompatibilitet, vedligeholdelseskrav og facilitetens design skal også tages i betragtning.
2. Bruger væskekøling mindre energi end luftkøling?
I mange tilfælde kan væskekøling forbruge mindre energi end luftkøling, fordi væsker overfører varme mere effektivt end luft. Det betyder, at kølesystemer kan kræve mindre energi for at fjerne varme fra servere med høj tæthed. De faktiske energibesparelser afhænger dog af kølesystemets design, serverens arbejdsbelastning og datacentrets infrastruktur.
