Microsoft ontwikkelde een nieuw ontwerp voor datacenters dat de hoeveelheid water die nodig is om de servers te koelen aanzienlijk zal verminderen.
Steve Solomon, de vice-president van datacenterinfrastructuurengineering bij het bedrijf, legde de technologie uit in een blogpost eerder deze week. SliconAngle citeert daaruit.
Water absorbeert een aanzienlijk deel van de warmte uit de omgevingslucht wanneer het verdampt. Veel datacenters maken gebruik van dit fenomeen om de warmte die door hun hardware wordt gegenereerd, af te voeren. Verdampingkoeling, zoals deze benadering wordt genoemd, is een van de meest energie-efficiënte manieren om servers te koelen.
De warmte die door een servercluster wordt gegenereerd, verhoogt de luchttemperatuur in datacenters. Verdampingkoelingssystemen gebruiken ventilatoren om deze warme lucht in een container gevuld met water te trekken. Wanneer het water in de container verdampt, daalt de temperatuur van de lucht zo snel dat de ventilatoren het terug naar het datacenter kunnen trekken om de servers binnen te koelen.
Ecologische impact
Verdampingkoeling verbruikt minder elektriciteit dan bepaalde andere warmteafvoermethoden. Het nadeel is dat het verdampte water verloren gaat, wat de ecologische impact van datacenters vergroot. Het onlangs onthulde datacenterontwerp van Microsoft is bedoeld om deze uitdaging aan te pakken.
Net als standaard verdampingkoelsystemen gebruikt het ontwerp van Microsoft water om de temperaturen in het datacenter te reguleren. Het verschil is dat het water niet verdampt, maar met chillers wordt gekoeld, waardoor er geen vloeistof verloren gaat. Het resultaat is een aanzienlijke vermindering van het waterverbruik in datacenters.
“Hoewel water nog steeds wordt gebruikt voor traditionele doeleinden – zoals voor toiletten en in keukens – zal dit ontwerp het gebruik van meer dan 125 miljoen liter water per jaar per datacenter voorkomen,” legde Solomon uit.
De verwachte vermindering in gebruik komt bovenop de al aanzienlijke waterbesparingen die Microsoft de afgelopen jaren heeft bereikt. In 2023 verbruikten de datacenters van het bedrijf ongeveer 0,49 liter water voor elke kilowatt stroom die ze verbruikten. Dit is een daling van 39% ten opzichte van 2021 en 80% beter dan de eerste generatie datacenters van Microsoft.
Hogere temperatuur in datacenters
In juli maakte Microsoft bekend dat het veel van zijn datacenterapparatuur bij relatief hoge temperaturen werkt. Dit stelt het bedrijf in staat om de hardware te koelen met buitenlucht gedurende het grootste deel van het jaar. Daarnaast heeft Microsoft enkele datacenters uitgerust met hardware die het mogelijk maakt om gerecycled water en regenwater te gebruiken.
Microsoft’s streven om het waterverbruik te verminderen heeft ook een softwarecomponent. Eerder dit jaar gaf het bedrijf aan dat het “voorspellende modellen” ontwikkelt om te voorspellen hoeveel water een datacenter op een bepaalde dag zou moeten gebruiken. Als de faciliteit meer water gebruikt dan verwacht, kunnen ingenieurs snel vaststellen dat er een inefficiëntie is, zoals een lekkende pijp, en dit verhelpen.
Het bedrijf werkt ook aan het efficiënter maken van zijn datacenters op andere manieren. Voor servers die zijn uitgerust met Maia 100-chips, heeft Microsoft een koeltechnologie ontwikkeld die koelvloeistof door het systeem circuleert waaraan het is gekoppeld. Deze opstelling is aanzienlijk efficiënter dan het gebruik van ventilatoren, omdat vloeistof beter warmte geleidt dan lucht.
Microscopische kanalen
Momenteel stroomt de koelvloeistof niet rechtstreeks door de chips van Microsoft, maar koelt het koude platen die aan die chips zijn bevestigd. Het bedrijf is van plan dit in de toekomst te veranderen met behulp van zogenaamde microfluidische technologie. Het plan is om chips te ontwerpen met microscopische kanalen waardoor de koelvloeistof rechtstreeks door de siliciumchip kan stromen, wat de efficiëntie van het datacenter verder zou moeten verhogen.
“Hoewel onze huidige vloot nog steeds een mix van luchtgekoelde en watergekoelde systemen zal gebruiken, zullen nieuwe projecten in Phoenix, Arizona en Mt. Pleasant, Wisconsin, in 2026 testen uitvoeren met ontwerpen die geen water verdampen,” schreef Solomon. “Deze nieuwe locaties zullen eind 2027 operationeel zijn.”