Nachhaltige Infrastruktur
Kühlkonzepte für ein klimaneutrales Datacenter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Ziemlich viel heiße Luft
In den vergangenen Jahrzehnten war Luft das Medium der Wahl, um die entstehende Wärme kostengünstig von den Servern abzutransportieren. Dabei nutzten die Betreiber der Datacenter mechanisch erzeugte Kälte, um die Serverräume herunter zu kühlen, was jedoch mit einem entsprechend hohen Energieaufwand verbunden war. Anschließend haben Lüfter die heiße Luft von der Rechenzentrumsinfrastruktur weggeblasen und Kaltluft über einen Doppelboden von unten an die Racks geführt. Es zeigt sich jedoch ein neuer Trend für die Kühlung in Rechenzentren: Wasserkühlung. Allerdings müssen Betreiber hier auch die Vorteile mit den Risiken abwägen. So argumentiert Florian Sipple, CTO bei Noris Network und Verantwortlicher für das Rechenzentrumsdesign sowie den operativen Betrieb: “Die Physik sagt uns, Wasser ist der bessere Wärmeleiter und bei Hochleistungsrechnern für die Forschung oder Unternehmen mit entsprechenden HPC-Anwendungen in dedizierten Rechenzentren ist das auch sinnvoll. Für uns sprechen aber aktuell zwei Punkte dagegen: Strom und Wasser vertragen sich nicht und das birgt bei der Sicherheit zusätzliche Herausforderungen. Außerdem fehlt es an Standards. Systeme, Aufbau und Anschlüsse sind stets proprietär, Wasserleitungen werden in vielen aktuellen Systemen zum Single Point of Failure, gerade an den Endgeräten. Für uns als Rechenzentrumsdienstleister ist eine hocheffiziente Luftkühlung deshalb aktuell die bessere Lösung.”
Der Einwand gegen den Einsatz von Wasser als Kühllösung im Rechenzentrum berücksichtigt jedoch nicht, dass auch bei der Luftkühlung in der Regel Wasser als Trägermedium innerhalb von benötigten Kältemaschinen vorkommt. Das Konzept der Luftkühlung, wie es momentan umgesetzt wird, stößt also langsam an seine Grenzen. Durch die anwachsende Rechenleistung und die damit verbundene Wärme werden sich Rechenzentrumsbetreiber auf kurz oder lang mit dem Problem auseinandersetzen müssen, dass Luft als Kühlungsmedium stärker limitiert ist als Wasser. Luft ist nicht in der Lage, die bei aktuellen – und vor allem künftigen – HPC-Systemen anfallende Wärme effizient und zuverlässig abzutransportieren. HPC-Systeme nehmen hier die Entwicklung bei klassischen Server-Systemen vorweg.
Von einer lauen Brise ins kühle Nass
Im Vergleich zu Luft kann Wasser anfallende Wärme deutlich effizienter abtransportieren: Dieselbe Menge Wasser kann unter entsprechenden Rahmenbedingungen etwa viermal so viel Energie speichern wie Luft. Wasser als Medium für den Abtransport von Wärme bringt zusätzlich den Vorteil, dass es etwa 20-mal leitfähiger hierfür ist und damit anfallende Wärme schneller aufnehmen und ableiten kann, zum Beispiel, wenn es direkt über die heißen Bauteile geleitet wird, die gekühlt werden müssen. Der Prozess wird so deutlich zielgerichteter. Anbieter von flüssigkeitsbasierten Lösungen haben versucht, ihre Technologie immer weiter zu entwickeln. So kommt heute beispielsweise Kupfer als Material für die Kühlleitungen zum Einsatz, da sich Kupfer – im Vergleich zu Kunststoff – als langlebiger und gut zu warten in der Praxis bewährt hat.
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- Warmwasser für die Kühlung
- Server auf Tauchstation
