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微軟研沸騰液體為伺服器散熱

By on April 9, 2021

原文刊於信報財經新聞「StartupBeat創科鬥室

微軟將數十片刀鋒伺服器,放在一個鋼製儲水罐中,內部注滿3M液體幫助散熱。(微軟圖片)

微軟將數十片刀鋒伺服器,放在一個鋼製儲水罐中,內部注滿3M液體幫助散熱。(微軟圖片)

為應對數據中心所產生的高熱,微軟(Microsoft)除了嘗試把伺服器沉入海底外,現正在美國西岸地區測試稱為「沸騰液體」(Boiling Liquid)的全新冷卻技術,驟眼看頗像快餐店油炸薯餅。據稱這種沉浸式冷卻技術源自加密貨幣挖礦機,相較傳統空氣冷卻系統,性能更高、更可靠且維護成本更低,可把功耗降低5%至15%不等。

微軟把數十片刀鋒伺服器(Blade Server),緊密地架設在一個鋼製儲水罐中,內部注滿不導電的3M液體。3M液體採用一種特殊配方製成,沸點為攝氏50度,比水的沸點低一半;此液體無損電子設備,能把電腦釋出的熱量,經由熱傳導方式送至容器外部冷卻。

具體而言,伺服器運作時產生的熱量很易讓這些液體沸騰,沸騰效應會把熱量帶走,藉着這低溫煮沸模式,可讓伺服器在全功率下持續運行,避免因過熱導致故障。

相較傳統空氣冷卻系統,新技術性能更高、更可靠,可把功耗降低5%至15%不等。(微軟圖片)

相較傳統空氣冷卻系統,新技術性能更高、更可靠,可把功耗降低5%至15%不等。(微軟圖片)

多核運算功耗倍增

由於目前電腦晶片的晶體管寬度,已達致原子級的物理極限,憑藉原有工藝無法再縮小,摩爾定律(Moore’s Law)放緩,晶片陷入性能增長樽頸。半導體行業千方百計冀增加處理器(CPU)效能,以應付人工智能(AI)等高性能應用,暫時唯一方法是添加運算核心數目,不斷提高功耗水平。

微軟舉例,每個CPU晶片的功率,已從150瓦增到300瓦以上;圖形處理器(GPU)方面,功耗更達到700瓦以上,對供電需求有增無減,產出的熱量日益提高。微軟會利用機器學習軟件,靈活處理突發的運算負載,減低機件過熱風險;未來更考慮以氫燃料電池,代替傳統的柴油發電機,為數據中心提供後備電源。

伺服器運作時產生的熱量很易讓這些液體沸騰,沸騰效應會把熱量帶走。(微軟圖片)

伺服器運作時產生的熱量很易讓這些液體沸騰,沸騰效應會把熱量帶走。(微軟圖片)

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