Datakeskuksen suurin sähkönkuluttaja palvelinten jälkeen on jäähdytys. Uusi nestejäähdytysjärjestelmä sopii datakeskuksiin, joissa lämpöhävikki on suuri.
Datakeskuksia rakennetaan nyt kiihtyvää tahtia. Julkistettuja investointisuunnitelmia oli Suomessa viime syksynä jo 12 miljardin euron arvosta, kertoo Suomen datakeskusyhdistys.
”Tekoälyn kehittäminen ja käyttö ovat kymmenkertaistaneet datakeskusten tarpeen muutamassa vuodessa, ja kasvu jatkuu yhä”, arvioi Pohjois-Euroopan IT-liiketoimintajohtaja Mikko Aho Rittalista.
Rittal varustaa datakeskuksia palvelinkaapeilla, sähkönjakelulla sekä jäähdytyksellä.
Koska tekoäly ei vaadi samanlaista nopeutta kuin esimerkiksi pankkitoiminnot, tiedonsiirron viive ei Ahon mukaan ohjaa enää datakeskuksia suurkaupunkien keskittymiin.
”Nyt sijaintia ohjaa pikemminkin valtava sähkönkulutus ja jäähdytyksen tarve.”
Ei ole ihme, että luotettavien sähköverkkojen, edullisen sähkön, kasvavan tuulivoiman ja viileän ilmaston Suomi pärjää nyt datakeskuskisassa.
Ilman jäähdytystä palvelin sulaisi hetkessä
Suomen suosio ei kaikkia suomalaisia miellytä, vaikka datakeskusten rakentaminen tuokin tuloja paikallisille konsulteille, suunnittelijoille, rakentajille, teknologiatoimittajille sekä verottajalle. Huoli kohdistuu ennen kaikkea siihen, mitä konesalin tasainen rouskutus tekee sähkön hinnalle ja riittävyydelle etenkin tuulettomana päivänä.
” Yhä useammalla datakeskustoimijalla on jo omia sähkövarastoja ja varavoimaa tätä varten, ja tästä tulee yhä tärkeämpää. On myös kaikkien etu, että datakeskusten energiatehokkuus optimoidaan uuden teknologian avulla.”
Palvelinten jälkeen datakeskuksen suurin sähkönkuluttaja on jäähdytys, joka syö Ahon mukaan karkeasti kolmanneksen sähköstä.
”Yksi tekoälypalvelinkaappi voi helposti kuluttaa 200 kilowattia, siis parinkymmenen kiukaan verran. Koska sähköenergia muuttuu käytännössä kokonaan lämpöenergiaksi, palvelin sulaisi hetkessä, jos jäähdytys pettäisi.”
Hukkalämmölle käyttäjät jo etukäteen
Aho toivoo, että datakeskusten jäähdytys kytkeytyisi aina tiiviisti lähiympäristöön.
”Pitäisi tavoitella ekosysteemejä, joissa hukkalämmön käytöstä on valmiiksi sovittu alueen kaukolämpöyhtiön kanssa mutta myös uimahallin, kasvihuoneen tai vaikkapa pesulan kanssa. Tarvitaan avoimuutta ja halua yhteistyöhön puolin ja toisin. Nyt hukkalämmöstä hyödynnetään vain pieni osa.”
Palvelinten lämmittämä konesalin ilma johdetaan tyypillisesti lämmönvaihtimelle, jossa kiertää jäähdytysvesi. Jos jäähdytysveden keräämä lämpö halutaan hyödyntää kaukolämpönä, tarvitaan kaksivaiheinen lämpöpumppujärjestelmä, joka tulistaa noin 35-asteisen veden jopa sataan asteeseen.
”Usein onkin houkuttelevampaa jäähdyttää tämä suljetusti kiertävä jäähdytysvesi viileässä ulkoilmassa ja muutamana lämpimänä päivänä mekaanisesti, siis kompressorilla.”
Tekoäly ja kaukolämpö sopivat yhteen
Tekoälypalvelinten lisääntyessä kaukolämmön tuotanto helpottuu, koska jäähdytysvesi voi olla jopa 65-asteista, jolloin yksivaiheinen lämpöpumppu riittää. Vaativampaa on puolestaan lämmön siirto pois tekoälypalvelimilta. Siihen puhaltimet ja ilman lämmönsiirtokyky eivät riitä, vaan palvelinten sisällä kiertää neste, tyypillisesti veden ja glykolin seos.
”Nestejäähdytyksen energiatehokkuus on omaa luokkaansa. Palvelimelle voidaan viedä jopa 30-asteista vettä ja silti se jäähdyttää yli 60-asteista prosessoriyksikköä riittävästi. Näin ollen palvelimilta tulevaa vettä ei tarvitse jäähdyttää Suomen oloissa koskaan mekaanisesti.”
Rittal toi nestejäähdytysjärjestelmänsä markkinoille viime vuoden lopulla. Aho uskoo, että nestejäähdytyksestä tulee alan vakioratkaisu harvinaisemman upotusjäähdytyksen sijaan, vaikka standardointi on Rittalin harmiksi vielä vaiheessa.
”Haluamme toimittaa aina standardien mukaisia, luotettavia, energiatehokkaita ja helposti skaalautuvia ratkaisuja, oli kyse sitten sähkönjakelusta tai jäähdytyksestä. Samalla tavalla olemme toimineet teollisuudessa jo vuosikymmeniä. Datakeskuksissa on aivan erityisen tärkeää, että moduuleja voidaan lisätä helposti, kun keskusta laajennetaan.”