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創新平台/伺服器採液體散熱 節能亮點

本文共849字

經濟日報 李珣瑛

玩遊戲、視訊通話、自駕車快速運算,全靠資料中心運作,為避免資料中心數千台,甚至上萬台伺服器過熱,通常靠冷氣幫忙降溫散熱,減少耗電。但將這些運作中的伺服器放入液體來降溫不再是夢想,工研院創新以液體降溫,開發「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,取代以往靠「吹冷氣」散熱作法,節能減碳效益可達40%。

「日本第二大電信商KDDI在2019年找上工研院,希望不改變現行機房情況下,提升資料中心的運算量、散熱效率,符合全球淨零碳排的趨勢,並且能貼近5G智慧轉播、智慧球場等創新應用。」工研院資訊與通訊研究所副所長蔣村杰指出,在開發初期,令團隊印象深刻的是,雖液體導熱散熱效果優於氣體,但介電液(冷卻液)直接接觸伺服器,得具有高閃火點、高絕緣性等效果,且須減低對伺服器等電子設備的訊號及電源干擾,須非常留意。

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團隊回首研發之初,並不如想像中順利。除伺服器需求評估,還得考量液體散熱效能最佳化,在一開始投入不同液體研究後,發現類似礦物油材質的液體黏性相對一般液體來的高,流動性較差,易出現「積熱」問題,也就是伺服器產生的熱囤積在某處,不容易透過液體流動將熱帶出。

團隊為增加液體流動,提升熱傳導的效果,剛好工程師有養魚的經驗,便思考運用水族箱以幫浦打氣抽水的原理,為伺服器打造專用小型水族箱。但為了能更精準控制浸泡槽內的流場,改採葉片攪動液體均勻散熱,並採用與介電液相容材質的葉片克服介電液溶解葉片的問題,透過調整散熱鰭片密度及請伺服器廠商變換CPU的排列方式,終於解決伺服器積熱問題。

除此之外,團隊為了能更進一步降低冷卻系統能耗,創新研發了高散熱密度的熱管熱交換器,將之整合至浸泡槽,取代了傳統沉浸式冷卻所需的水循環系統及對外散熱器。如此一來,不但系統更簡化,減少耗能元件,也讓系統建置變得更便利。

在國內外廠商攜手之下,成功打造出「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,串聯日本、美國、台灣相關供應鏈,從伺服器、電腦設備、伺服器系統冷卻槽、冷卻液、監控軟體系統等,打造全套解決方案,並成功完成在亞熱帶氣候營運的測試,預計朝向商用化發展。

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