モジュール式データセンターをクールに保つための HoMEDUCS の独自のアプローチ

ジョー・ミラン | 2023 年 7 月 25 日

AI と 5G の進歩、プライバシーへの懸念、モノのインターネットの拡大が続く中、エッジ コンピューティングに対する需要はますます高まっています。 モジュラー型データセンターは、実店舗のデータセンターを補完するだけでなく、遠隔地にも迅速に導入できるため、その需要を満たすために人気が高まっています。

しかし、すべてのデータセンターにとって大きな問題の 1 つは、エネルギーと水の消費 (特にデータセンターのエネルギー使用量の最大 40% を占める冷却) であり、そのことがトップニュースの主題となっています。

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2023 年 2 月、Google のデータ センターがオレゴン州の町の 4 分の 1 の水を使用していることが明らかになり、バージニア工科大学の 2021 年の調査によると、「データ センター サーバーの直接的な水の使用量の 5 分の 1 は、中程度から高度の水によるものです。強調された流域。」 この水の多くは蒸発冷却に使用されており、米国南西部で経験している歴史的な干ばつ状態では問題となっています。

モジュール式データセンターの場合、スペースが狭く、エネルギー大量のチラーや水道からの蒸発冷却を使用した液体ベースの浸漬冷却が必要な遠隔地に展開できるため、冷却は特に重要な問題です。

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5 月、米国エネルギー省のエネルギー高等研究プロジェクト局 (ARPA-E) は、環境負荷を削減するプロジェクトに資金を提供する情報処理システムのエネルギー、信頼性、炭素超効率の飛躍のために最適化された冷却運用 (COOLERCHIPS) プログラムを発表しました。 「高効率で信頼性の高い冷却技術」を開発することで、データセンターの影響を軽減します。

COOLERCHIPS のプログラム ディレクターであるピーター デ ボック博士によると、このプロジェクトの基本的な目標は、二酸化炭素排出量を削減するという大きな希望の一環として、「よりエネルギー効率の高いデータ センターとコンピューティングへの変革の道筋」を見つけることです。米国エネルギー長官ジェニファー・M・グランホルムが「気候変動に打ち勝ち、クリーンエネルギーの未来を達成する」と述べた。

モジュール型データセンターの冷却に特に有望な資金提供されたプロジェクトの 1 つは、カリフォルニア大学デービス校の総合的モジュール型エネルギー効率の高い指向性冷却ソリューション (HoMEDUCS) プロジェクトです。

HoMEDUCS プロジェクトは、単一の要素や以前の冷却方法への単純なアップグレードによってより優れた冷却を実現しようとするのではなく、実際に何を冷却する必要があるかという基本原理から始めて、モジュール式データセンター冷却システム全体に一連の大幅な改善を導入しています。 。

運用モードの HoMEDUCS データ センター (カリフォルニア大学デービス校 HoMEDUCS チーム提供)

OSHA が推奨する、快適な温度が華氏 68 ～ 76 度 (摂氏 20 ～ 24.4 度) であるオフィスとは異なり、コンピューター チップははるかに高い温度 (華氏 158 ～ 176 度/摂氏 70 ～ 80 度) に耐えます。 (これは、ラップトップが熱くなって、時には重度の火傷を引き起こすことから誰もが学ぶ事実です)。 コンピューターチップは、たとえ最も暑い日であっても、米国南西部が到達しない温度に対応できます。

このアイデアに焦点を当て、HoMEDUCS プロジェクト リードのヴィノッド ナラヤナン博士は次のように述べています。「摂氏 80 度のコンピューター チップを使用している場合、たとえ屋外の環境が摂氏 40 度 (華氏 104 度) であっても...温度差] を使用して、チップから熱を逃がすことができます。」 HoMEDUCS の冷却プロジェクトは、チップの直接液体冷却から始めて、チップから熱を取り出して周囲の空気に放散することに重点を置いています。

HoMEDUCS は、他のコールド プレート設計とは異なるコールド プレート設計を採用しています。これは、圧力降下を低減しながら熱伝達を向上させる、小規模なスケールと異なる形状に重点を置いた独自の流体チャネル設計により、コールド プレート流体 (プロピレン グリコール) に必要なポンピング パワーを削減します。 ）。