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施耐德电气表示,更高温度的冷却液可以让AI数据中心减少用水需求

根据施耐德电气(Schneider Electric)的观点,数据中心的冷却架构对其用水量和能源消耗有着决定性的影响,因此运营方应在设计初期就对冷却方案进行评估。在今天发布的一份白皮书中,这家能源管理专家公司对比了四种规模为100兆瓦的数据中心设计方案,这些方案涵盖了从传统的空气冷却系统到优化的液体冷却系统。该白皮书题为《基于100兆瓦数据中心的对比分析:人工智能领域的用水情况》,研究结果表明:从空气冷却系统切换到液体冷却系统能够显著提升能源效率,并在水资源紧张的地区减少用水量。施耐德电气在这一结论上具有商业利益——该公司于2024年收购了液体冷却技术公司Motivair 75%的股份,并计划在未来两年内完成剩余股份的收购。研究还通过将这四种设计方案应用于法国巴黎和美国德克萨斯州达拉斯的年度气候数据,进一步分析了地理位置对数据中心用水量的影响。施耐德电气的模型显示:在德克萨斯州达拉斯市,采用传统空气冷却系统的数据中心其现场用水量最高;而当冷却液温度设定为45°C(113°F)时,采用液体冷却系统的用水量至少可减少50%。该公司指出,这些结果表明:即使机架密度和耗电量大的人工智能系统的需求不断增加,地理位置、运行温度以及冷却架构仍然会直接影响数据中心的用水需求。报告指出,数据中心的用水量主要取决于用于将热量排出数据中心的设备类型;对于规模相当的数据中心而言,冷却塔的耗水量可能是干式冷却器的5到20倍。研究中的第一种方案采用空气冷却技术,第二种方案采用冷却液温度为32°C(约90°F)的液体冷却系统(这一方案代表了早期的人工智能数据中心);第三种方案则保留了原有的冷却设备,但将冷却液供应温度提高到了45°C(113°F)。

第四种设计方案通过专门设计冷却系统(使其能够在 45°C 的温度下正常运行),从而减少了所需设备的数量。施耐德公司表示,这种设计方式避免了设备配置过度冗余的情况,同时也降低了资本支出。报告指出,较高的冷却液温度能够“大幅节省用水量”——因为这延长了外部空气在无需机械冷却的情况下能够吸收热量的工作范围。报告建议在设计初期就对用水量进行评估,并考虑使用其他水源来减少对当地水资源的需求。这一问题在美国尤为敏感:过去十年间,数据中心的用水量增加了两倍,当地居民对新建数据中心的反对情绪也在不断加剧。而在英国,政府则被指责在推动更多人工智能服务器中心建设的同时忽视了用水需求的问题。施耐德公司提醒称,必须同时考虑水资源和能源利用效率;最佳的设计方案将取决于电力使用效率与用水量之间的相对重要性,以及当地的能源和用水成本。