{"id":10632,"date":"2023-04-19T14:12:17","date_gmt":"2023-04-19T14:12:17","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/spruehkuehlung-fuer-server-eine-gute-option\/"},"modified":"2023-04-19T14:15:42","modified_gmt":"2023-04-19T14:15:42","slug":"spruehkuehlung-fuer-server-eine-gute-option","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/de\/spruehkuehlung-fuer-server-eine-gute-option\/","title":{"rendered":"Spr\u00fchk\u00fchlung f\u00fcr Server \u2013 eine gute Option"},"content":{"rendered":"\n

Forscher der Nanyang Technical University (NTU) in Singapur schlagen eine nachhaltigere Methode<\/a> zur K\u00fchlung von Servern in Rechenzentren vor. Mit diesem Plan lie\u00dfen sich die dortigen Energiekosten und der CO2-Aussto\u00df um bis zu 26 % senken.<\/p>\n\n\n\n

Vor allem in Singapur entfallen nach Angaben der Forscher 7 % des gesamten Stromverbrauchs auf Rechenzentren. Angesichts der wachsenden Nachfrage nach Computerressourcen ist dringend eine L\u00f6sung gefragt, die den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen dieser Anlagen reduziert.<\/p>\n\n\n\n

Die Komponente, die sich in den Servern von Rechenzentren am st\u00e4rksten erw\u00e4rmt, ist die CPU: Sie ben\u00f6tigt eine spezielle, luftgek\u00fchlte W\u00e4rmesenke. Dar\u00fcber hinaus muss auch der gesamte Raum des Rechenzentrums durch Klimaanlagen k\u00fchl gehalten werden. Herk\u00f6mmliche Luftk\u00fchlungssysteme sind jedoch thermisch ineffizient und energieintensiv, da sie einen gro\u00dfen Temperaturunterschied zwischen der W\u00e4rmequelle und dem K\u00fchlmedium ben\u00f6tigen. Das hat zur Folge, dass zwischen 30 und 55 % des Energieverbrauchs<\/a> von Rechenzentren auf die K\u00fchlsysteme entfallen.<\/p>\n\n\n\n

Dabei ist zu beachten, dass die zunehmende Miniaturisierung elektronischer Chips einen erh\u00f6hten W\u00e4rmestrom zur Folge hat. Indes ist die Luftk\u00fchlung auf ein relativ niedriges Niveau von 37 W\/cm2 begrenzt, so die NUT-Forscher \u2013 ein Grund mehr f\u00fcr die dr\u00e4ngende Notwendigkeit effektiverer K\u00fchlstrategien.<\/p>\n\n\n\n

Unter Ber\u00fccksichtigung all dieser Punkte haben die NTU-Wissenschaftler eine spezielle L\u00f6sung entwickelt: Ein Spr\u00fchnebel aus nichtleitenden Fl\u00fcssigkeiten, der f\u00fcr eine direkte K\u00fchlung der CPU zum Einsatz kommt. Dieser Plan folgt dem aktuellen Stand, dass diese Form der Fl\u00fcssigkeitsk\u00fchlung aufgrund ihrer besseren thermischen Eigenschaften als vielversprechende Alternative zur Luftk\u00fchlung angesehen wird.<\/p>\n\n\n\n

Die indirekte Fl\u00fcssigkeitsk\u00fchlung, die mit dem Einsatz von Fl\u00fcssigkeitszirkulationssystemen arbeitet, wurde aufgrund von Bedenken hinsichtlich des Austritts von K\u00fchlmitteln nicht ber\u00fccksichtigt. Die Tauchk\u00fchlung ist in gro\u00dfen Rechenzentren meist schwierig und teuer zu implementieren \u2013 allerdings ist sie Studien zufolge energieeffizient und der Luftk\u00fchlung in den Tropen \u00fcberlegen.<\/p>\n\n\n\n

So entstand die Idee der Spr\u00fchk\u00fchlung: Hier werden dielektrische Fl\u00fcssigkeiten direkt auf CPUs gespr\u00fcht. Dabei kommt eine Kombination aus hocheffizienten W\u00e4rmeabfuhrmechanismen wie Verdampfung und Sieden zum Einsatz. \u00dcbersch\u00fcssige Gase werden in einem geschlossenen System aufgefangen und bei tropischer Raumtemperatur (etwa 30 Grad Celsius) zu Fl\u00fcssigkeit kondensiert. Nach ihrer R\u00fcckf\u00fchrung in den Kreislauf k\u00f6nnen sie vom System wiederverwendet werden.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDie Inspiration f\u00fcr unsere L\u00f6sung ist einfach: Wenn wir brennendes Holz l\u00f6schen wollen, wird uns beigebracht, den Feuerl\u00f6scher auf den Brandherd zu richten \u2013 anstatt zu versuchen, die Flammen zu l\u00f6schen oder das Feuer einzuschlie\u00dfen. Wenn wir bei Rechenzentren \u00e4hnlich denken, verschwenden wir viel Energie, indem wir versuchen, die Luft um die W\u00e4rmequelle herum zu k\u00fchlen. Stattdessen sollten wir sie direkt k\u00fchlen\u201c, erkl\u00e4rt Wong Teck Neng, NTU-Professor und Leiter des Forschungsprojekts.<\/p>\n\n\n\n

Der Professor m\u00f6chte damit ausdr\u00fccken, dass der gezielte Ansatz mehr Sinn macht \u2013 insbesondere in tropischen Umgebungen, wo hohe Luftfeuchtigkeit und Hitze herk\u00f6mmliche Luftk\u00fchlsysteme an ihre Grenzen bringen. Ein standardgem\u00e4\u00dfes Rechenzentrum ben\u00f6tigt beispielsweise f\u00fcr einen reibungslosen Betrieb eine Temperatur von etwa 18 Grad Celsius. Im Vergleich dazu k\u00f6nnen Anlagen mit Spr\u00fchk\u00fchlung ihre optimale Temperatur bei etwa 55 Grad Celsius halten, ohne dass energieintensive Klimaanlagen n\u00f6tig sind. Die Power Usage Effectiveness (PUE) \u2013 also das Verh\u00e4ltnis zwischen dem Gesamtenergieverbrauch des Rechenzentrums und der tats\u00e4chlich an die Server gelieferten Energie \u2013 des neuen Prototyps kann Werte von bis zu 1,08 erreichen. Dabei gilt: Je n\u00e4her der Wert an der 1 liegt, desto besser. Luftgek\u00fchlte Rechenzentren haben im Allgemeinen PUE-Werte um 1,8.<\/p>\n\n\n\n

Ausgehend von der Leistung, die Server in einem Serverschrank ben\u00f6tigen, betr\u00e4gt die Abw\u00e4rme bei herk\u00f6mmlichen luftgek\u00fchlten Modellen etwa 7 kW pro Kubikmeter. Im Vergleich dazu zeigt der Versuch im Rahmen des NTU-Forschungsprojekts folgendes: Der verwendete spr\u00fchgek\u00fchlte Prototyp kann deutlich mehr W\u00e4rme ableiten und dazu mit Dichten von bis zu 23 kW pro Kubikmeter umgehen.<\/p>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus lassen sich mithilfe der neuen Spr\u00fchk\u00fchlungsl\u00f6sung Server mit gr\u00f6\u00dferer Rechenleistung auf kleinerem Raum unterbringen, als es in den derzeitigen Rechenzentren m\u00f6glich ist. Die Forscher sch\u00e4tzen, dass dies eine Platzersparnis von etwa 30 % gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Rechenzentren mit luftgek\u00fchlten Systemen ausmacht. Allein das ist ein erheblicher Vorteil angesichts der Bodenknappheit, die in einigen Regionen zu erwarten ist.<\/p>\n\n\n\n

Den Forschern zufolge erm\u00f6glicht die Spr\u00fchk\u00fchlung zudem h\u00f6here CPU-Geschwindigkeiten als bei derzeitigen CPUs, deren Taktung durch die Luftk\u00fchlung begrenzt sind (h\u00f6here Geschwindigkeiten f\u00fchren auch zu h\u00f6heren Temperaturen). Ein weiterer Vorteil: Der von den NTU-Wissenschaftlern vorgeschlagene Ansatz ist hochgradig skalierbar und l\u00e4sst sich daher leicht an moderne Rechenzentren anpassen.<\/p>\n\n\n\n

In Bezug auf die Umweltauswirkungen haben Studien des Forschungsteams Folgendes gezeigt: Das spr\u00fchgek\u00fchlte System kann bei einer IT-Last von 1 MW im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen luftgek\u00fchlten Rechenzentren j\u00e4hrlich bis zu 1.550 Tonnen CO2-Emissionen reduzieren. Dar\u00fcber hinaus spart der energieeffiziente Betrieb durch die Spr\u00fchk\u00fchlung bis zu 26 % der j\u00e4hrlichen Energiekosten ein.<\/p>\n\n\n\n

Bei der Untersuchung wurde ein spr\u00fchgek\u00fchltes System in einem Serverschrank, der bis zu zw\u00f6lf Server aufnehmen kann, in Originalgr\u00f6\u00dfe verwendet. Sprays mit mehreren D\u00fcsen spr\u00fchen die dielektrische Fl\u00fcssigkeit direkt auf jede CPU. Es gibt ein Auffangsystem f\u00fcr die verdampfte Fl\u00fcssigkeit und einen Kondensator, der bei Raumtemperatur arbeitet und die verdampften Gase wieder in Fl\u00fcssigkeit umwandelt. Ein K\u00fchlsystem f\u00fcr die Raumtemperatur ist nicht erforderlich.<\/p>\n\n\n\n

Die Technologie wurde mittlerweile schon zum Patent angemeldet. In den Vereinigten Staaten erhielt sie das Schutzrecht bereits im Juli 2022.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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