Etter hvert som etterspørselen etter servere og IT-infrastruktur fortsetter å øke, er kjøling av servere og datasentermiljøer en av de største utfordringene. Effektiv kjøling av datasentre forbedrer serverytelsen og styrker de samlede driftsprosessene. Derfor har det i årenes løp blitt utviklet en rekke ulike kjølemetoder.
Hvorfor er kjøling av datasentre viktig?
Datasentre inneholder et stort antall servere som brukes til ulike formål. Én ting disse serverne har til felles, er den tunge arbeidsbelastningen, som får prosessorene og brikkene deres til å generere betydelige mengder varme.
For å forstå dette bedre kan du tenke på din bærbare eller stasjonære datamaskin. Når den presses utover sin normale arbeidsbelastning, legger du merke til hvor intenst systemviften går og hvor mye varme enheten avgir.
Siden servere ofte omtales som superdatamaskiner, produserer de også store mengder varme. Hvis denne varmen ikke fjernes, vil serverytelsen gradvis svekkes, og serverne vil ikke lenger kunne fungere like effektivt som før. Et miljø som et datasenter, som huser mange servere, må derfor også ha et egnet kjølesystem.
I dag har kjølesystemer blitt et av hovedkriteriene bedrifter vurderer når de velger datasenter. Ettersom kjølesystemer er så viktige for serverytelsen, har det blitt utviklet mange kjølemetoder for datasentre. Noen har vist seg å være praktiske, mens andre ikke har det. Én ting er imidlertid klart: Etter hvert som bruken av servere har økt, har også behovet for nye kjøleteknologier økt.
Kjølemetoder for datasentre
Det finnes flere metoder for kjøling av datasentre, og disse skal vi se nærmere på i denne delen.
Luftkjøling
Denne kjølemetoden bruker vifter, klimaanlegg, ventiler og annet utstyr for å skape luftstrøm. Luftkjøling fjerner den varme luften som dannes inne i datasenteret, og erstatter den med frisk, kjølig luft. Det er en av de mest utbredte kjølemetodene og finnes i mange datasentre.
Tidligere var luftkjøling tilstrekkelig for mange behov. I dag har imidlertid arbeidsbelastningene økt både i omfang og intensitet, noe som betyr at denne metoden ikke lenger nødvendigvis er egnet eller effektiv nok for alle datasentre.
Luftkjøling brukes vanligvis for rack med en effekttetthet på under 20 kW.
Væskekjøling
Ved direkte væskekjøling ledes kjølevæske gjennom et rørnett til varmeproduserende komponenter som CPU-er og GPU-er. Når væsken passerer gjennom komponenter som kjøleplater, absorberer den varme. Når den er oppvarmet, returnerer den til kjølekretsen for å bli avkjølt og sirkulert på nytt.
Med denne metoden kommer væsken i direkte kontakt med brikkene eller kjølekomponentene deres, men hele serveren senkes ikke ned i væske.
Nedsenkingskjøling
Med denne metoden senkes hele serveren ned i en væske. Du tenker kanskje at dette vil skade serveren samtidig som varmen fjernes, men det er ikke tilfellet. Ved nedsenkingskjøling plasseres serveren i en ikke-ledende væske, slik at komponentene ikke tar skade.
Væsken absorberer varmen som genereres, og hindrer at serveren overopphetes. Metoden er så effektiv at utstyr med ekstremt høy tetthet kan tas i bruk i anlegg som opprinnelig var utformet for lav eller middels effekttetthet.
Nedsenkingskjøling kan brukes for praktisk talt alle typer servere og arbeidsbelastninger.
Fordampningskjøling
Ettersom luftkjøling alene ikke lenger kan dekke behovene til mange datasentre, samtidig som det kan være svært kostbart å bytte ut hele kjølesystemet, kan fordampningskjøling være det beste alternativet for slike anlegg.
Vifter trekker uteluft inn i datasenteret for kjøling. Før denne luften når utstyret, fjerner fordampning av vann varme fra luften og senker temperaturen.
Frikjøling
Frikjøling er en metode som utnytter tilgjengelige naturressurser til å senke temperaturen i et datasenter når miljøforholdene tillater det, slik at behovet for at konvensjonelt kjøleutstyr skal gå kontinuerlig reduseres. Med denne metoden kan uteluft eller naturlig kalde vannkilder spille en viktig rolle i varmeoverføringen.
Teknologier som economizere, indirekte luftsidekjøling, varmehjul og platevarmevekslere kan brukes til å implementere dette kjølesystemet.
Om metoden kan brukes, avhenger av klimaet og mikroklimaet der datasenteret ligger. Miljøforholdene på stedet må derfor vurderes nøye før man velger den. Når forholdene ligger til rette, kan frikjøling redusere energiforbruket og karbonutslippene. Den kan være særlig effektiv for datasentre som håndterer krevende arbeidsbelastninger som AI og høyytelsesdatabehandling (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.
Trender og fremtiden for kjøling av datasentre
Et av de viktigste hensynene ved kjøling av datasentre er å minimere miljøpåvirkningen. Noen eksisterende kjølemetoder har vist seg å være effektive og kan fortsatt brukes i stor utstrekning. Metodene som sannsynligvis blir mer vanlige i fremtiden, gir imidlertid større miljøgevinster og mer effektive måter å håndtere spillvarme på. Disse omfatter:
- Adaptiv kjøling: Med denne metoden justerer kunstig intelligens kjølenivået ut fra serverens nåværende tilstand og arbeidsbelastning. Dette hindrer overdreven kjøling og unødvendig energiforbruk.
- Edge-datasentre: Den økende bruken av edge-datasentre gjør det mulig å behandle data nærmere brukerne. Disse anleggene kan ta i bruk nyere kjølemetoder tilpasset sine spesifikke forhold.
- Bærekraftig energi: Bruk av sol- og vindenergi sammen med batterier og energilagringssystemer kan hjelpe datasentre med å redusere energiforbruket og karbonavtrykket.
Hvilke store datasentre bruker væskekjøling?
Store datasenteroperatører som Google, Amazon og Hetzner har i mange år basert seg på luftkjøling. Kjølesystemene deres endret seg ikke nevneverdig i denne perioden, selv om enkelte også innførte fordampningskjøling. Fordi slike systemer kan være kostbare å installere og kan skape miljømessige bekymringer, særlig knyttet til vannforbruk og tilbakeføring av vann til naturen, brukes de imidlertid ikke overalt.
I dag finnes det ikke mye detaljerte data eller informasjon om kjølemetodene som brukes i AI-datasentre. Infrastrukturen bak plattformer som OpenAI, Claude og Gemini må likevel bruke væskekjølingsteknologi, i det minste for servere som håndterer ekstremt krevende arbeidsbelastninger.
I 2018 plasserte Microsoft også et forseglet datasenter på størrelse med en container på havbunnen for å teste idéen om å bygge datasentre under vann. Siden sjøvann er elektrisk ledende, hadde serverutstyret ingen direkte kontakt med det og var beskyttet inne i en vanntett innkapsling. Den relativt lave og stabile temperaturen i det omkringliggende sjøvannet bidro til å kjøle serverne.
Disse serverne var i drift under vann i omtrent to år. Til tross for prosjektets betydelige potensial for å redusere kostnadene ved bygging og kjøling av servere, har ingen selskaper eller datasenteroperatører senere tatt i bruk denne tilnærmingen i stor skala.
Bygging av datasentre under vann kan påvirke livet i havet negativt og kan på lang sikt forstyrre akvatiske økosystemer.
Til slutt: Hvordan forbedrer adaptiv kjøling effektiviteten i datasentre?
Adaptiv kjøling bruker kunstig intelligens og sanntidsdata til kontinuerlig å justere kjølenivået ut fra serverbelastning og miljøforhold. Ved å levere kjøling bare der og når det trengs, kan den hindre overdreven kjøling, redusere energiforbruket og forbedre den samlede effektiviteten i datasenteret.
Ofte stilte spørsmål
1. Kan nedsenkingskjøling brukes for alle typer servere?
Nedsenkingskjøling kan brukes for et bredt spekter av servere og arbeidsbelastninger, men ikke all servermaskinvare er automatisk kompatibel med denne metoden. Komponentene må være egnet for nedsenking i en ikke-ledende dielektrisk kjølevæske, og faktorer som maskinvarekompatibilitet, vedlikeholdsbehov og utforming av anlegget må også tas i betraktning.
2. Bruker væskekjøling mindre energi enn luftkjøling?
I mange tilfeller kan væskekjøling bruke mindre energi enn luftkjøling, fordi væsker overfører varme mer effektivt enn luft. Det betyr at kjølesystemene kan trenge mindre energi for å fjerne varme fra servere med høy tetthet. Den faktiske energibesparelsen avhenger imidlertid av kjølesystemets utforming, serverens arbeidsbelastning og datasenterets infrastruktur.
