Giải pháp nào tốt nhất cho trung tâm dữ liệu Tiêu thụ năng lượng
Từ năm 2016 đến năm 2020, sức mạnh tính toán của Trung Quốc tăng trưởng trung bình 42% mỗi năm, với tổng sức mạnh tính toán vào năm 2020 đạt 135EFlops và vẫn duy trì tốc độ tăng trưởng tốc độ cao 55%. Trong khi sức mạnh tính toán đang tăng lên nhanh chóng, nó cũng mang đến những vấn đề mới. Khi tải tính toán tăng lên thì mức tiêu thụ điện năng cũng tăng lên. Lấy mô hình lớn GPT{8}} được đào tạo trước nổi tiếng nhất thế giới làm ví dụ, một khóa đào tạo duy nhất đòi hỏi một lượng điện toán khổng lồ, khoảng 190000 kilowatt giờ điện và tạo ra 850000 tấn carbon dioxide. Không quá lời khi miêu tả nó là “con quái vật tiêu thụ điện”.
PUE, còn được gọi là hiệu quả sử dụng năng lượng, được sử dụng để đo tỷ lệ giữa tổng năng lượng tiêu thụ bởi một trung tâm dữ liệu và năng lượng tiêu thụ bởi tải CNTT. Nó được coi là một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của một trung tâm dữ liệu. Giá trị PUE càng gần 1 thì thiết bị không phải CNTT tiêu thụ càng ít năng lượng và mức hiệu quả sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu càng cao. Hiện tại, giá trị PUE trung bình của các trung tâm dữ liệu lớn ở Trung Quốc là 1,55 và giá trị PUE trung bình của các trung tâm dữ liệu cực lớn chỉ là 1,46.
Trước cơ hội định hình lại bối cảnh công nghiệp bằng sức mạnh tính toán, các trung tâm dữ liệu đã trở thành một nhu cầu tất yếu. Một số lựa chọn là cải thiện hiệu suất sử dụng năng lượng tính toán và giảm mức tiêu thụ năng lượng. Liệu có nên tìm giải pháp làm mát mới hay không đã dần trở thành một chủ đề mà cả thượng nguồn và hạ nguồn của ngành điện toán phải giải quyết. Sơ đồ làm mát truyền thống chủ yếu dựa vào làm mát bằng không khí, sử dụng không khí làm chất làm lạnh để truyền nhiệt do bo mạch chủ máy chủ, CPU, v.v. tỏa ra đến mô-đun tản nhiệt, sau đó sử dụng quạt hoặc làm mát điều hòa để thổi nhiệt. Đây cũng là nguyên nhân chính khiến hệ thống làm mát tiêu tốn gần một nửa điện năng trong trung tâm dữ liệu.
Khi giá trị PUE bị giới hạn nghiêm ngặt và điện toán xanh dần trở nên phổ biến, công nghệ "làm mát bằng chất lỏng" được thử nghiệm từ những năm 1980 nhanh chóng trở thành trọng tâm mới trong các ngành công nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn. Trên thực tế, nguyên lý của công nghệ “làm mát bằng chất lỏng” không hề phức tạp. Nói một cách đơn giản, nó sử dụng chất lỏng làm mát có điểm sôi thấp cách nhiệt như dầu khoáng và chất lỏng flo hóa làm chất làm lạnh và thông qua trao đổi nhiệt, nhiệt của máy chủ được thải ra, phát triển thành nhiều phương án làm mát khác nhau như tấm lạnh, phun và ngâm.
Làm mát bằng không khí có các quy trình phức tạp, tổng nhiệt trở cao và hiệu suất truyền nhiệt thấp, điều này hạn chế đáng kể mật độ năng lượng tính toán của trung tâm dữ liệu và thường tạo ra tiếng ồn đáng kể. Công nghệ làm mát bằng chất lỏng không chỉ tiết kiệm năng lượng và tiêu thụ mà còn giảm tiếng ồn và tiết kiệm không gian. Mức tiêu thụ điện năng cần thiết cho tản nhiệt giảm hơn 90% so với các giải pháp truyền thống.
Có thể thấy, sự xuất hiện và ứng dụng công nghệ tản nhiệt bằng chất lỏng đã giải quyết được phần lớn bài toán tính toán và tản nhiệt. Tuy nhiên, giống như nhiều công nghệ mới, giải pháp làm mát bằng chất lỏng cũng có những nhược điểm: chi phí sản xuất cao, yêu cầu khắt khe đối với môi trường phòng máy tính của trung tâm dữ liệu và chi phí cải tạo cao; Làm mát bằng chất lỏng chắc chắn là sự lựa chọn tốt nhất trong số các phương án tản nhiệt khác nhau, nhưng nó cũng cần xem xét những hạn chế của các yếu tố thực tế.
