大科技企业为服务器废热头疼不已
研究建游泳池、种番茄等利用方式
为缓解用电消耗问题成当务之急

电脑其实是比看上去更“火热”的电子设备。玩高配置游戏时,人们能明显感觉到主机不断向外散热,摆满电脑设备的办公室室温也往往比其他房间更高。因此,被数百、数千枚高性能计算机芯片包围的数据中心会释放出巨量热量,这就是所谓的“废热(waste heat)”。


图片由Pixabay提供

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如今,各类数据中心动用空调、大型风扇等各种冷却设备,将机房温度维持在摄氏26~28度。不过,随着战争、气候变化、油价飙升等各种全球性变量叠加,废热管理成本不断上涨。于是,服务器运营企业开始研究的已不是如何把热量降下来,而是如何把热量转移到别处,从中创造额外收益。


数量巨大却难以利用的机房废热

数据中心排出的热量究竟有多少?来看当前热销的英伟达面向人工智能的图形处理器A100。单卡的热设计功耗(TDP,指所有电路全速运转时以瓦特表示的散热水平)为400瓦。


一般来说,人工智能数据中心至少会搭载数百块,最多则超过1万块A100。即便是规模较小的数据中心,产生的废热也至少有10兆瓦。在一座约151坪(约500平方米)的本土数据中心中,产生的废热据称高达430兆瓦,相当于可以满足大约7.2万户家庭的供暖需求。


Naver数据中心。与报道中某些表述无关 图片由Naver Cloud提供 图片由联合报道提供

Naver数据中心。与报道中某些表述无关 图片由Naver Cloud提供 图片由联合报道提供

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虽然听上去是惊人的热量,但实际上数据中心的废热并不那么实用。最大的问题在于,这种废热足以损坏服务器,却又不够热,难以直接为住宅或建筑供暖。


一旦通过管道输送数据中心的热量,温度会急剧下降,到达家庭或工业用暖气片时几乎已经失去利用价值。这也是数据中心至今一直在白白浪费数百兆瓦废热的原因。


用数据中心给游泳池供暖的案例出现

因此,一些数据中心企业开始想出颇具创意的解决方案。近日获得2亿英镑(约3400亿韩元)投资的英国初创公司Deep Green,便是一家利用数据中心为游泳池供暖的企业。


Deep Green 的技术:从为服务器降温的冷却液中提取热量,用于加热公共游泳池。图片由 Deep Green 提供

Deep Green 的技术:从为服务器降温的冷却液中提取热量,用于加热公共游泳池。图片由 Deep Green 提供

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该公司应用了近期在计算机芯片冷却领域备受关注的“浸没式液体冷却”技术。所谓浸没式液体冷却,是将服务器浸入不导电的特殊液体中,通过液体来管理热量。Deep Green在冷却服务器后,让被加热的特殊液体流经换热器,为周边的公立和民营游泳池供暖。在这一过程中重新冷却下来的液体,又会被循环用于冷却其他服务器。


游泳池的水必须始终保持恒定水温,因此实际所需热量远超想象。数据中心废热虽不够理想到可以直接用于建筑采暖,但温度仍然不低,恰好非常适合用来加热游泳池。


大型科技公司也加紧研究废热利用方式

另一种利用方式,是用来给承载服务器机房的建筑本身供暖。这类方案主要出现在四季偏冷的北半球国家、且规模巨大的数据中心中。以运营Facebook和Instagram的大型科技公司Meta为例,其在北欧的数据中心并不把废热排向室外,而是回收至建筑内部,用作供暖辅助。


Meta位于瑞典的数据中心 [图片来源=Meta提供]

Meta位于瑞典的数据中心 [图片来源=Meta提供]

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如前所述,数据中心排出的热空气直接用于采暖并不高效。因此,将废热用于提供生活热水的案例更为常见。例如,Meta利用废热将金属线圈加热到高温,再用其加热水;亚马逊的数据中心则通过空气处理装置回收热量,用来制备温水。


用机房热量种番茄、烘燃料

为番茄温室提供热空气的荷兰“Blockheating”边缘计算机 【图片来源 Blockheating 提供】

为番茄温室提供热空气的荷兰“Blockheating”边缘计算机 【图片来源 Blockheating 提供】

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也有一些初创公司在进行别出心裁的实验。荷兰的Blockheating在数据中心附近建设温室,将废热引入其中,用以加热温室。据称,这些温室可以实现全年种植番茄。


还有企业尝试利用废热制作燃料颗粒。以木材为原料的“颗粒燃料”在成型后需要充分烘干,此时便可使用数据中心废热来蒸发颗粒中的水分。


竭力摆脱“吃电怪兽”骂名

数据中心开始关注废热再利用,归根结底还是出于能源问题的考量。数据中心过去就因“吃电怪兽”而臭名昭著,而在人工智能热潮推动下,更高性能芯片如雨后春笋般涌现,如今情况更趋恶化。维持庞大机房本身就需要巨量电力,而持续为机房降温又离不开大量空调设备。


更重要的是,与数据中心共处的各国地方社区不满情绪日益高涨。大型科技公司在选址时偏爱的西欧、北欧国家,如今对数据中心的反感情绪已经显著增强。



数据中心虽然属于价值极高的资产,但除建设阶段外,对当地就业带动作用几乎为零。对当地社区而言,这是难以感受到“好处”的建筑。也正因如此,数据中心必须哪怕通过开发废热利用方式,也要证明自身的实用价值。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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