液冷システムの水の適切な温度は何度ですか?

水は多くのデータセンター冷却システムの中核部分です。しかし、密度が増加し、したがって温度が上昇するにつれて、これらのシステムを冷却する水の適切な温度について疑問を抱く必要があります。サーバーを実行するチップがより高密度になり、より強力になるにつれて、オペレーターは、サーバーの温度を下げるかどうかという問題に直面しています。これらのチップに水を供給するためには、水システムの冷却にもっと重点を置き始める必要があるでしょう。

歴史的に、データセンターは約 20 度から 22 度に保たれてきましたが、米国暖房冷凍空調学会 (ASHRAE) などの団体は、サーモスタットをより高く設定するよう組織に長年アドバイスしてきました。その結果、データセンターの温度は徐々に上昇しており、Facebookの親会社であるMetaは温度を29.4度まで上げ、Googleは26.6度まで上げ、Microsoftは温度が27度まで上昇する可能性があることを示唆するガイドラインを公開した。一般的な従来のデータセンターの冷水設定値は 42-45 度 (6-7 度) です。冷却システムの最適化を行った施設は、冷水温度を 50 度 F (10 度) 以上に上げることに成功しています。

冷却は常に、IT 負荷に次いでデータセンター内で 2 番目に大きなエネルギー消費であり、そのほとんどは熱伝達媒体が空気であれ液体であれ、冷却するために使用されるエネルギーです。したがって、そこで消費されるエネルギーが少ないほど、施設の全体的な効率は向上します。業界が水などの液体が熱を発生するコンポーネント上を直接循環して熱を除去する、主に液冷式のデータセンターに向けて移行しているため、状況は変わりつつあります。水は空気よりもはるかに高い熱容量を持っているため、データセンターはより高密度のチップをサポートでき、冷却に使用するエネルギーが少なくなります。

液体システム上を流れる流体の温度は、冷水システムよりもはるかに高温ですが、業界では最適なアプローチがまだ標準化されていません。同時に、チップの密度はますます高まっており、これらのシステムに供給される水の温度は低下しています。データセンター運営者は、IT ハードウェアを保護し、データホールの過熱のほんのわずかなリスクを回避するために、空冷データセンターを過剰に冷却し、慎重すぎると長い間非難されてきました。液体冷却に過度の不安を示すと、同じ問題が発生する危険があります。水温が高くなると、冷却に使用されるエネルギーが少なくなり、PUE にとっては最適ですが、チップが熱限界に近づく危険性があります。

液冷システムの水に最適な温度はありません。最適な温度は施設の設定によって異なるためです。これは、使用する液冷の種類と液冷システムの環境に完全に依存します。チップの種類とそのTDP、およびチップの利用状況が異なります。今日の水冷システムの水温は、施設用水の温度が約32度（華氏89.6度）に収束しているようです。これは「良好な温度」と呼ばれるものです。設備の効率、冷却能力、幅広い DLC システムのサポートの間のバランスが重要です。ただし、これには、水の蒸発または高密度チップの機械的冷却のいずれかの形で追加の熱遮断インフラストラクチャが必要になることが多いと同社は指摘しています。

多くの事業者は、空冷と液冷の IT を組み合わせて設備をアップグレードする際に、すでに水温を控えめにすることを選択しています。他の企業は、水道に接続せず、ファンと大型ラジエーターを使用して空冷する DLC システムを設置します。チップがより強力になり、より多くの電力を消費するようになると、チップ ケース ハウジングで内部放散が発生し、チップを確実に冷却できるようにするために、より冷たい水が必要になります。