數(shù)據(jù)中心如何減少用水量并提高效率？

數(shù)據(jù)中心如何減少用水量并提高效率？

數(shù)據(jù)中心因浪費水資源而備受關注。隨著我們越來越依賴數(shù)據(jù)中心服務，可以采取哪些措施來保護這一寶貴資源？

大多數(shù)人想到計算時，都不太可能會聯(lián)想到水。然而，這種資源對于大多數(shù)大型數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)至關重要，世界數(shù)字基礎設施越來越依賴這些系統(tǒng)。

通過多種機制，水吸收服務器發(fā)出的熱能，保持其溫度穩(wěn)定，并使其不間斷地運行。

然而，我們依賴水來冷卻推動數(shù)字時代的裝置也帶來了新的問題，尤其是在嚴重缺水的干旱地區(qū)。

數(shù)據(jù)中心如何用水

數(shù)據(jù)中心使用大量的水來保持服務器冷卻，并采用多種不同的方法。

數(shù)據(jù)中心的高用水量主要是由于冷卻系統(tǒng)防止數(shù)據(jù)服務器產(chǎn)生熱量。冷水機、冷卻塔和空調(diào)等冷卻系統(tǒng)依靠水來維持設備的最佳溫度，導致大量的水消耗。

但究竟使用了多少仍然不清楚，這很大程度上是因為主要供應商缺乏透明度。因此，精確的測量也很難確定，因為水既用于冷卻機器，又用于發(fā)電。

發(fā)電的用水量可能是直接冷卻的四倍之多。數(shù)據(jù)中心的用電量占總用電量的近2%。雖然大約40%的數(shù)據(jù)存儲在小型現(xiàn)場服務器上，但越來越多的數(shù)據(jù)被外包給大規(guī)模的異地運營。

Uptime Institute的研究表明，單個大型數(shù)據(jù)中心每年的用水量高達675萬加侖。2021年的一篇論文估計平均約為150,000加侖。高達57%的水可能來自飲用水源，這對于工業(yè)用途來說是不尋常的。

而且，這種做法可能會給當?shù)毓┧畮砭薮髩毫?，尤其是在干旱多發(fā)地區(qū)。此外，冷卻系統(tǒng)中使用的水通常最終會成為廢水，這可能是一個額外的環(huán)境問題。

大部分的用水問題是由于冷卻系統(tǒng)效率低下，尤其是冷卻塔。冷卻塔用水噴射服務器產(chǎn)生的熱空氣，或將空氣通過濕介質。通過與水接觸從空氣中去除熱能，然后較冷的空氣再循環(huán)。大量的水因蒸發(fā)而損失。許多這些系統(tǒng)還使用冷卻裝置（冷卻器）來降低空氣溫度。由于水會滋生病原體，因此必須使用有毒化學物質進行處理，這些化學物質可能會與水蒸氣一起釋放。

絕熱冷卻采用類似的原理，但僅在環(huán)境溫度需要時才會啟動。雖然這些系統(tǒng)可能需要更少的水，但也需要更多的能量來運行。

為節(jié)約用水，考慮數(shù)據(jù)中心的位置

耗水量取決于許多變量，包括IT送風設定值、地理位置的環(huán)境溫度和濕度范圍，以及部署的冷卻系統(tǒng)類型。并非所有用水冷卻的系統(tǒng)都要使用大量的水，有些系統(tǒng)使用更高比例的電能，加上更多的設備，只使用空氣而不使用水來排出熱量。有些只在夏季高峰月份使用蒸發(fā)冷卻，并且根據(jù)地點的不同，每天可能只需要幾個小時少量的水。

盡管如此，根據(jù)弗吉尼亞理工大學和勞倫斯伯克利國家實驗室2021年的研究，多達五分之一的數(shù)據(jù)中心從已經(jīng)“中度或高度”缺水的流域取水。

將數(shù)據(jù)中心安置在這些地區(qū)與當?shù)氐挠盟l(fā)生了沖突，特別是因為其中許多數(shù)據(jù)中心的供水來自已處理過的水，這些水可供飲用以及住宅灌溉和清潔。在一些地區(qū)，由于可能會給供水帶來壓力，新建數(shù)據(jù)中心的許可已被拒絕。在其他地區(qū)，居民和環(huán)保組織也提出了抗議。

在寒冷氣候下建立數(shù)據(jù)中心可能會減少用水需求。通過使用已經(jīng)被自然環(huán)境冷卻的外部空氣，可能不需要冷卻器，或僅在一年中較溫暖的時期使用冷卻器。Google和Microsoft已經(jīng)嘗試了這種被稱為“自然冷卻”的方法。

Google堅稱，其正在尋求一種超本地化的用水方法。且聲稱，在每個數(shù)據(jù)中心園區(qū)，其冷卻決策都會考慮當?shù)丨h(huán)境，平衡無碳能源和來源可靠的水的可用性，以最大限度地減少當前和未來的凈氣候影響。

不過，其認為水冷式數(shù)據(jù)中心比風冷式數(shù)據(jù)中心更高效。雖然在某些情況下是正確的，但在其他情況下則不然?？諝饫鋮s的支持者認為，總體而言，這種方法效率更高，并且需要更少的資源來運行。

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