說(shuō)到大型數(shù)據(jù)中心，人們首先想到的可能不是水，但水卻是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。
主要用于冷卻系統(tǒng)，以確保服務(wù)器不會(huì)過(guò)熱，全球數(shù)據(jù)中心每天都有大量的水在循環(huán)。隨著對(duì)云服務(wù)的需求不斷飆升，主要的云提供商正在建設(shè)越來(lái)越多的設(shè)施來(lái)跟上需求。在全球水資源短缺危機(jī)中，可持續(xù)利用水資源對(duì)行業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。為了緩解這一問(wèn)題，主要的 CSP 采用了創(chuàng)新的節(jié)水技術(shù)和做法。
數(shù)據(jù)中心如何利用水，為什么水如此重要？
在討論數(shù)據(jù)中心用水量的影響之前，我們需要了解大量用水背后的原因。數(shù)據(jù)中心的平均面積為 100,000 平方英尺，其中許多數(shù)據(jù)中心包含數(shù)千臺(tái)服務(wù)器。這些服務(wù)器執(zhí)行的每項(xiàng)任務(wù)都需要能量，這些能量會(huì)轉(zhuǎn)化為熱量。由于安裝了這么多機(jī)器，這些熱量會(huì)聚集起來(lái)，必須采取極端措施來(lái)冷卻并防止設(shè)備和服務(wù)受損。
數(shù)據(jù)中心的冷卻方法主要依靠水基系統(tǒng)，其中大量的水吸收并消散服務(wù)器散發(fā)的熱量。下面簡(jiǎn)要介紹一下其工作原理。
水冷器使水在數(shù)據(jù)中心內(nèi)循環(huán)，吸收設(shè)備產(chǎn)生的熱量。然后，加熱的水被輸送到冷卻塔，使熱量消散。冷卻的水被重新循環(huán)到數(shù)據(jù)中心，循環(huán)繼續(xù)。這種方法的問(wèn)題在于，大部分水都無(wú)法在這次循環(huán)中存活下來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，80% 的水會(huì)蒸發(fā)，剩下的鹽和礦物質(zhì)會(huì)溶解在剩余的水中。隨著更多的水蒸發(fā)，剩余的水會(huì)變得濃縮，這可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成損害。這意味著每隔幾輪就需要更新水。
平均而言，在一千瓦時(shí) (kWh) 的冷卻過(guò)程中，會(huì)蒸發(fā)一到九升水，這相當(dāng)于為一臺(tái)耗電 1,000 瓦的機(jī)器供電一小時(shí)所需的能量。這個(gè)巨大的范圍源于每個(gè)數(shù)據(jù)中心的效率水平存在差異，而且天氣條件可能會(huì)影響這一過(guò)程的有效性。我們說(shuō)的是每年大量的水，每月達(dá)到數(shù)千萬(wàn)升。根據(jù)谷歌 2023 年的環(huán)境報(bào)告，其數(shù)據(jù)中心在 2023 年消耗了 52 億加侖的水。平均每個(gè)數(shù)據(jù)中心每天消耗約 50 萬(wàn)加侖水。這些數(shù)字非常驚人。
影響
數(shù)據(jù)中心大量使用水并非沒(méi)有代價(jià)，對(duì)全球環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成了損害。這些不利后果在水資源稀缺的地區(qū)尤其明顯，居民們擔(dān)心他們的基本資源被大公司利用，而犧牲了當(dāng)?shù)氐男枨蟆?br />
北美和拉丁美洲等地區(qū)處境艱難；在經(jīng)歷當(dāng)?shù)厮Y源短缺危機(jī)的同時(shí)，它們不幸成為數(shù)據(jù)中心部署的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值，每天消耗數(shù)百萬(wàn)加侖的水。這些數(shù)量相當(dāng)于小城鎮(zhèn)的用水量，加劇了這些社區(qū)本已嚴(yán)峻的形勢(shì)。谷歌打算通過(guò)清理廢水和支持恢復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充 120% 的用水量。然而，根據(jù)其 2023 年的報(bào)告，他們目前只補(bǔ)充了 6%。
數(shù)據(jù)中心冷卻的可持續(xù)實(shí)踐和未來(lái)趨勢(shì)
隨著數(shù)據(jù)中心對(duì)環(huán)境的影響不斷增加，谷歌、亞馬遜和微軟采用并試驗(yàn)創(chuàng)新方法來(lái)最大限度地減少用水量。例如，谷歌利用機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)冷卻系統(tǒng)，以動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)時(shí)需求；亞馬遜探索先進(jìn)的蒸發(fā)冷卻和模塊化數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)，以?xún)?yōu)化氣流并最大限度地降低冷卻要求。與此同時(shí)，微軟研究了海水和地?zé)崮艿忍烊焕鋮s資源，并通過(guò)其 Natick 項(xiàng)目試驗(yàn)了水下數(shù)據(jù)中心(盡管該項(xiàng)目已停止)。
這些舉措標(biāo)志著向可持續(xù)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的重大轉(zhuǎn)變，其目標(biāo)不僅是緩解問(wèn)題，而且是解決問(wèn)題。作為證明，谷歌和微軟正在努力在 2030 年前實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約，反映出他們致力于扭轉(zhuǎn)水消耗趨勢(shì)的承諾。
云行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)節(jié)水？
為了使云行業(yè)實(shí)現(xiàn)這些可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，它必須采用更可持續(xù)的做法。
收集用水?dāng)?shù)據(jù)可能是最關(guān)鍵的一步。目前，只有一半的數(shù)據(jù)中心跟蹤其用水情況。優(yōu)化資源是 Zesty 所做的工作，盡管方式不同，但我們知道了解資源使用情況對(duì)于實(shí)現(xiàn)減少浪費(fèi)的目標(biāo)至關(guān)重要。如果不知道您的使用率高在哪里，那么了解原因以及如何緩解這種情況幾乎是不可能的。
更換舊系統(tǒng)也是必不可少的。通過(guò)升級(jí)過(guò)時(shí)的冷卻技術(shù)，數(shù)據(jù)中心可以利用現(xiàn)代、更高效的技術(shù)顯著降低其水和能源消耗。我們還需要找到冷卻數(shù)據(jù)中心的新方法以及使用其他水資源進(jìn)行冷卻的方法，例如灰水和雨水收集。我們必須更加注意部署數(shù)據(jù)中心的位置。
在較冷地區(qū)建造數(shù)據(jù)中心是一種戰(zhàn)略舉措，利用自然冷空氣輔助冷卻，從而減少對(duì)機(jī)械冷卻系統(tǒng)的需求。這種地理戰(zhàn)略不僅增強(qiáng)了運(yùn)營(yíng)的可持續(xù)性，還減少了能源和水的使用。
塑造云的可持續(xù)未來(lái)
云數(shù)據(jù)中心的高耗水量對(duì)云行業(yè)構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)，并對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)生了影響。谷歌、亞馬遜和微軟等科技巨頭的開(kāi)創(chuàng)性努力表明了他們致力于通過(guò)創(chuàng)新的冷卻技術(shù)減少這種影響。然而，目標(biāo)仍然遙不可及，需要不斷創(chuàng)新和支持性政策來(lái)促進(jìn)全行業(yè)的可持續(xù)實(shí)踐。通過(guò)將行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的努力與切實(shí)可行的可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃相結(jié)合，我們可以確保數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)性以及技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)負(fù)責(zé)任的未來(lái)。
