节能风吹进数位 迈向绿色运算

工研院与日本电信商携手多家全球知名IT企业开发沉浸式冷却边缘资料中心，以非导电的液体为伺服器散热，节能减碳效益可达43％，为台湾ICT软硬体产业建置下世代的节能解决方案。图／工研院提供

「打造净零时代竞争力」论坛特展

数位经济浪潮席卷全球，电信业商机涌现，迎来5G、资料中心等基础设施快速扩张。资料中心产生的废热，不仅对伺服机主机运作造成负担，同时也是电信业在基地台以外相对耗能的建设。为了协助业者携手产业发展净零碳排，工研院也将在4月15日「打造净零时代竞争力」论坛暨技术特展，分享各种产业朝向低碳升级转型的关键密码。

资料中心的发展进程由传统机房演变至今，在基础架构与设备部署已有大幅转变。从1970年的主机、1990年的终端／伺服器、2011年的公有／私云，到近年5G、AIoT物联网时代，小型分散式边缘资料中心崛起，逐渐迈向边缘化，也就是更靠近应用使用端。根据Technavio分析，2020年至2024年超大型资料中心市场规模的年复合成长率为21％，显示资料中心将呈现快速增长，然在净零碳排趋势下，资料中心也将迎来新的减碳挑战及低碳商机。

在全球零碳排风潮下，现行资料中心产业大多分别从能源效率、洁净能源、节约用水、循环经济、循环能源系统等方面着手降低碳排。部分业者已将资料中心的废热循环再利用，如法国电信商Orange将废热应用在住房供暖，又或是巴黎新创公司Stimergy把泳池变成温水游泳池等；甚至近年的Google、阿里巴巴也分别使用机器学习降低资料中心伺服器耗能，亦或是改变资料中心伺服器散热的方式。

过去业者在资料中心的降热，大多采用空调或水冷却技术降温，但相关方案仍产生一定的碳排量。为解决这个痛点，市场陆续出现油冷式解决方案，工研院也在日本电信商KDDI的需求下，携手台湾厂商打造「沉浸式冷却边缘资料中心」解决方案，解决高密度、高效能伺服器的散热难题。

伺服器靠液体散热 全新武器

此方案是将伺服器浸泡于冷却率高的非导电液体，由于液体的散热效果优于传统的空气冷却，再加上液体透过循环冷却方式，让液体降温回流再继续吸收热能，提升能源效率，搭配特殊冷热通道设计，有效解决高密度、高效能伺服器的散热难题，并提升能源使用效率和部署弹性。工研院更与台湾云端协会会员合作，建置系统之电力使用效率PUE值（Power Usage Effectiveness；PUE）达到平均1.17，优于传统机房的1.6，单一机柜之耗电量减少43％、使用空间少60％，今年也将进入商用场域服务验证。

此方案有五大特色，其一，伺服器高密度配置，相对传统空气冷却需预留空间让空气对流，此技术即可节省空间，提高伺服器排列密度，提升资料中心单位空间运算力；其二，辅助自然冷却，结合通风窗、排风扇和特殊空间通道设计，有效导入外气，排出热能，强化自然环境冷却效果，取代传统气冷，达到节能目的。第三，高维修便利性，采用单相冷却技术（Single-phase Coolant），相对一般双相沉浸式冷却，单向冷却系统不必完全密封，维修时冷却资源不易损耗；第四，快速部署，以「货柜型」模组化，三个月内可快速布署或扩建；最后，监控软体系统，即是透过人性化界面管理，不只确保IT设备能在正常温度下操作，还能细部调整机房内每个可以控制的单元，以最低程度调动辅助冷却设备控制方式达到理想的温度，达到更好的能源使用效率，并可事先预测未来可能的温度走势，在第一时间就做出反应，让IT人员可远端即时掌握资料中心设备健康程度。

面对全球减碳趋势，连科技巨擘微软、谷歌、亚马逊皆投入减碳，更列为供应商选择标准。台湾ICT产业实力坚强，据经济部统计，我国电脑及周边装置出口金额自2016年起连五年双位数成长，其中伺服器也在2019年遽增两倍，至2020年出口占比更提升至45％跃居第一，若产业积极低碳转型，将可更有效掌握全球低碳商机。