Fujitsu(富士通)開發CPU廢熱製冷技術

 

可降低數據中心空調系統耗電量達20%

 

香港,20111114 Fujitsu宣布開發嶄新的冷卻技術,銳意利用CPU產生的廢熱,提供可用於冷卻伺服器機房的冷凍水。

要製造足夠低溫的水來冷卻工廠設備,往往需要使用大量的能源。我們通常使用電力、鍋爐或其他熱能來源,將水冷凍。不過,現時亦有一些熱能的新嘗試,包括以高溫廢水作為能源來源。Fujitsu Laboratories(富士通研究所)就開發了一種新技術,透過以往從未使用過的相對低溫來源,將水冷凍。於55°C 的溫度下,水冷型CPU所產生的水便屬於此類相對低溫來源,其溫度會隨CPU負載而波動。然而,利用這些廢水持續提供冷凍水是可行的。

有關技術使用CPU的廢熱為數據中心降溫,這是以往不可能發生的。此技術有助節省數據中心空調系統耗電量約20%,而空調系統佔數據中心整體耗電量約40%。以單一的伺服器機架每年耗電量達12,000千瓦小時(kWh)計,其減少的二氧化碳排放量,便相當於360顆杉樹所吸收的二氧化碳排放量。


Fujitsu Laboratories於2011年10月28日在上海舉行的「2011年電力與能源工程國際會議」(International Conference on Power and Energy Engineering)上,詳細介紹此技術的細節。

背景 
隨著雲端服務日趨普及,為這些服務提供所需基礎設施的數據中心,預計將會消耗更多的電力。這促使減少耗電量成為日益迫切的問題。由於冷卻IT資源的空調系統約佔數據中心整體耗電量約40%,因此,對於任何更大規模的省電計劃而言,提高空調系統的節能效益是特別重要的一環。

技術問題 
目前,大多數工廠都使用電力製造冷凍水,以便冷卻設備。不過,業界亦積極利用高溫廢熱製造冷凍水。如果這個技術原理可以應用於數據中心,透過利用CPU的廢熱,將水冷卻,並作為冷卻劑,這樣,用於冷卻數據中心的電力便可以減少。然而,要不斷將水冷卻,所需的熱水必須維持在65°C或以上。若溫度低於這個水平,CPU的可變負載便會令到IT資源的廢熱難以利用,這些廢熱只能透過空調系統排放到室外,白白浪費了製冷的能源。

關於新開發的技術 
Fujitsu Laboratories成功開發出一種嶄新的技術,能夠利用CPU的廢熱,不斷供應15°C至18°C的冷凍水。這項技術包括以下兩方面:


    1.       新材料有效從相對低溫(55°C)的水提取熱量 
    廢熱水冷卻器屬於吸附式熱泵,透過某種吸附材料,吸收被廢熱加熱的水,然後蒸發,充分利用熱力在氣化過程中流失的現象。Fujitsu Laboratories開發出一種新材料,不僅在室溫下具有吸水的特性,更可以在55°C變乾。這正是新材料可於55°C低溫下正常運作的原因。
    2.       新技術維持所需的廢水溫度 
    由於CPU溫度會隨負載而改變,因此,為了不斷製造冷凍水,有必要將廢水維持在40°C至55°C的溫度範圍內,讓吸附材料能夠蒸發水份。Fujitsu所開發的技術,便能夠因應CPU負載,控制水流量,確保流入到水冷卻器的廢水溫度保持在40°C至55°C。

嶄新技術的概要圖 
圖片連結http://www.fujitsu.com/img/PR/2011/20111107-02al.gif


這些技術包括新材料以及保持溫度的新技術,顯示能夠製造出冷凍水,其熱容量相當於高達60%流入到水冷卻器的總廢熱能量。

成果 
數據中心的空調系統使用CPU廢熱所產生的冷卻水,將可減少耗電量約20%。這代表以單一伺服器機架每年耗電量達12,000千瓦小時(kWh)計,其減少的二氧化碳排放量,相當於360棵杉樹所吸收的二氧化碳排放量。

未來計劃 
Fujitsu Laboratories現正積極提高這些技術的可靠性,以及擴大其應用規模和空間效率,並以2014年可部署於數據中心為目標。除了數據中心,Fujitsu Laboratories亦計劃把獲得的廢熱應用於工廠、辦公大樓、太陽能發電機,以及空調以外的用途。

 
 
關於Fujitsu Laboratories
Fujitsu Laboratories Limited(富士通研究所)為Fujitsu Limited(富士通株式會社)的全資附屬公司,成立於1968年,是世界頂尖的研究中心之一。Fujitsu Laboratories Limited的環球實驗室網絡遍佈日本、中國、美國和歐洲等地,積極從事廣泛的基礎和應用研究,涵蓋下一代服務、電腦伺服器、網絡、電子裝置及先進物料等範疇。如欲獲取更多資料,請瀏覽:http://jp.fujitsu.com/labs/en/


關於 Fujitsu(富士通)集團 
Fujitsu(富士通)是世界領先的面向全球市場提供行業解決方案的 ICT 綜合服務供應商。Fujitsu 擁有大約 17 萬名員工,遍佈全球 100 多個國家,Fujitsu 把世界各地的系統服務專家、高度可靠的運算通訊產品和先進的微電子技術結合起來,給客戶提供更多附加價值。富士通集團總部設在東京(東京證券交易所上市代碼:6702),截至 2011 年 3 月 31 日財政年度結束時報告的合併收益為 4.6 兆日元(550 億美元)。更多相關訊息,請瀏覽:www.fujitsu.com。

關於Fujitsu香港 
Fujitsu香港是首屈一指的資訊及通訊科技方案和服務供應商,為客戶提供優質可靠及符合環保原則的產品及服務,為他們創造價值。憑藉五十年在業界的豐富經驗,加上是全球資訊科技與電訊基建專家Fujitsu集團的一分子,Fujitsu香港一直透過不斷創新和精益求精的技術,靈活回應每一位元客戶的獨特需求。此外,對於在中國和亞太區內外尋求業務發展機會的企業而言,Fujitsu香港也擔當著「樞紐和橋樑」的角色,務求與客戶建立長遠的合作夥伴關係。我們在本港的主要客戶包括香港特別行政區政府、國泰航空、電訊盈科、凱基證券、中信證券國際、現代貨箱碼頭、八達通及萬華媒體集團等。查詢更多資料,請瀏覽:http://hk.fujitsu.com

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