沉浸式液冷系統打造永續資料中心

每當你在Facebook點擊按讚，或用Google進行搜尋時，位於世界某處的資料中心裡，就有成排的伺服器瞬間高速處理並傳輸數據，提供即時回應。據統計，Google在全球擁有約200萬台伺服器，Amazon約有45萬台，Facebook則有超過20萬台的伺服器。這些日益成長的伺服器，在處理大量資料的過程中，不僅用電驚人更會釋放大量熱能。

自然冷卻之外的技術對策

維持資料中心運轉已十分耗電，為資料中心降溫亦會消耗大量能源。以美國為例，資料中心冷卻系統的年平均能源成本高達60億美元，更遑論因此造成的巨量碳排放。隨著伺服器產業以每年12%的速度成長，對能源的需求只會增，不會減。為此，已有資訊科技公司在北極圈建造資料中心，利用當地環境形塑自然冷卻系統。

然而，北極圈也不能無限度地容納資料中心的興建。位於英國謝菲爾德（Sheffield）的新創企業Iceotope Technologies Limited另闢新徑，以低價又有效的液體冷卻方案，為整個產業帶來革命性的創新改變，而Alfa Laval熱交換器於該系統中扮演關鍵角色。

創新沉浸式液冷系統

Iceotope提出的解決方案，與處理燙傷的原理相同。當燙傷時，會以冷水浸泡傷口，而不是吹氣降溫。換句話說，水（液體）是比空氣更好的熱傳媒介，冷卻伺服器也是同樣的道理而經實證，液冷的效率比空氣冷卻高了1,850倍。

Iceotope創辦人兼執行長Peter Hopton說：「資料中心的能源耗用不僅是單一設備所造成。我們認為，要重新思考資料中心的基礎設施配置，應用液冷技術減少不必要的設備，並提高冷卻效率。」

目前資料中心的伺服器多半採用風扇、空調等氣冷裝置，以冷空氣為設備進行降溫。但此舉噪音大、效率低，而且增加額外設備。「通常風扇、空調等氣冷裝置約佔資料中心總能耗的一半。」Hopton補充。

Hopton說明：「Iceotope的液冷技術以自然對流運作的系統，取代伺服器內部的風扇，更進一步取消電腦機房空調設備（Computer Room Air Cooler, CRAC）、壓縮機和熱泵的配置。我們只需要循環泵將冷卻液泵送至外部散熱器，進行液體循環。相較傳統做法，如此可減少高達97% 的電力需求。」

三階段冷卻還可回收廢餘熱再利用

Iceotope的液冷方案分為三階段冷卻。第一階段，以高效的3M Novec™ 電子氟化液作為熱傳導流體，其熱傳速度幾乎是水的20倍，亦不導電，是絕佳的冷卻介質。將伺服器主機板完全浸沒在該流體中，可有效地帶走電子元件的熱能，且對電子元件的運作沒有任何影響。

第二階段，由電子氟化液帶走的熱能，藉由機櫃內的Alfa Laval熱交換器循環至機櫃外圍。最後再透過Alfa Laval熱交換器，將熱量從第二循環送至第三個水循環，並將熱能排出建築物外，完成三階段冷卻。該系統還能可回收廢餘熱，並以熱水形式輸送，重複使用。例如，可再利用於建築物的供暖系統。

節能減排成效卓越，不受限環境條件

每個伺服器機櫃內，都有兩台 Alfa Laval 熱交換器。Hopton 說：「熱交換器將機櫃與資料中心區隔開來，即使單一機櫃發生故障，並不會連帶影響中心的其他機櫃。當資料中心有成千上萬台伺服器時，這樣的設計可將故障問題限縮於一個機櫃，而非整棟大樓。」

Iceotope的液冷技術方案可將資料中心的冷卻成本降低97%。由於不須風扇與活動部件，伺服器的電力需求可降低25%。相較於傳統的風冷或水冷系統，整體資通訊系統（Information and Communication Technology, ICT）的基礎設施成本可減少高達50%。此外，Iceotope的液冷系統能產出高達攝氏50度的熱水，可重複利用，實現雙重的能源節省與減排成效。再者，液冷系統極為安靜，令伺服器和超級電腦可直接配置於實驗室中，不影響人員工作。

劃世代的創新液冷技術，讓資料中心業者無須將設施置於千里迢迢的極寒之地。Hopton 說：「無論是在北極圈，還是西班牙南部沿海，或非洲的某個地方營運，差別都不大。反而可依據供電穩定性、網路互連性等因素，選擇最適的資料中心場址。」