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Fujitsu(富士通)開發 CPU 廢熱製冷技術

可降低數據中心空調系統耗電量達 20%

富士通研究所,富士通香港有限公司

November 11, 2011

Fujitsu 宣布開發嶄新的冷卻技術,銳意利用 CPU 產生的廢熱,提供可用於冷卻伺服器機房的冷凍水。

要製造足夠低溫的水來冷卻工廠設備,往往需要使用大量的能源。我們通常使用電力、鍋爐或其他熱能來源,將水冷凍。不過,現時亦有一些熱能的新嘗試,包括以高溫廢水作為能源來源。Fujitsu Laboratories(富士通研究所)就開發了一種新技術,透過以往從未使用過的相對低溫來源,將水冷凍。於 55°C 的溫度下,水冷型 CPU 所產生的水便屬於此類相對低溫來源,其溫度會隨 CPU 負載而波動。然而,利用這些廢水持續提供冷凍水是可行的。

有關技術使用CPU的廢熱為數據中心降溫,這是以往不可能發生的。此技術有助節省數據中心空調系統耗電量約 20%,而空調系統佔數據中心整體耗電量約 40%。以單一的伺服器機架每年耗電量達 12,000 千瓦小時(kWh)計,其減少的二氧化碳排放量,便相當於 360 顆杉樹所吸收的二氧化碳排放量。

Fujitsu Laboratories 於 2011 年 10 月 28 日在上海舉行的「2011 年電力與能源工程國際會議」(International Conference on Power and Energy Engineering)上,詳細介紹此技術的細節。

背景

隨著雲端服務日趨普及,為這些服務提供所需基礎設施的數據中心,預計將會消耗更多的電力。這促使減少耗電量成為日益迫切的問題。由於冷卻 IT 資源的空調系統約佔數據中心整體耗電量約 40%,因此,對於任何更大規模的省電計劃而言,提高空調系統的節能效益是特別重要的一環。

技術問題

目前,大多數工廠都使用電力製造冷凍水,以便冷卻設備。不過,業界亦積極利用高溫廢熱製造冷凍水。如果這個技術原理可以應用於數據中心,透過利用CPU 的廢熱,將水冷卻,並作為冷卻劑,這樣,用於冷卻數據中心的電力便可以減少。然而,要不斷將水冷卻,所需的熱水必須維持在 65°C 或以上。若溫度低於這個水平,CPU 的可變負載便會令到IT資源的廢熱難以利用,這些廢熱只能透過空調系統排放到室外,白白浪費了製冷的能源。

關於新開發的技術

Fujitsu Laboratories 成功開發出一種嶄新的技術,能夠利用 CPU 的廢熱,不斷供應 15°C 至 18°C 的冷凍水。這項技術包括以下兩方面:

1. 新材料 ─ 有效從相對低溫(55°C)的水提取熱量
廢熱水冷卻器屬於吸附式熱泵,透過某種吸附材料,吸收被廢熱加熱的水,然後蒸發,充分利用熱力在氣化過程中流失的現象。Fujitsu Laboratories 開發出一種新材料,不僅在室溫下具有吸水的特性,更可以在 55°C 變乾。這正是新材料可於 55°C 低溫下正常運作的原因。

2. 新技術 ─ 維持所需的廢水溫度
由於 CPU 溫度會隨負載而改變,因此,為了不斷製造冷凍水,有必要將廢水維持在40°C 至 55°C 的溫度範圍內,讓吸附材料能夠蒸發水份。Fujitsu 所開發的技術,便能夠因應 CPU 負載,控制水流量,確保流入到水冷卻器的廢水溫度保持在40°C 至 55°C。

嶄新技術的概要圖
圖片連結:http://www.fujitsu.com/img/PR/2011/20111107-02al.gif
這些技術包括新材料以及保持溫度的新技術,顯示能夠製造出冷凍水,其熱容量相當於高達 60% 流入到水冷卻器的總廢熱能量。

成果

數據中心的空調系統使用 CPU 廢熱所產生的冷卻水,將可減少耗電量約 20%。這代表以單一伺服器機架每年耗電量達 12,000 千瓦小時(kWh)計,其減少的二氧化碳排放量,相當於 360 棵杉樹所吸收的二氧化碳排放量。

未來計劃

Fujitsu Laboratories 現正積極提高這些技術的可靠性,以及擴大其應用規模和空間效率,並以 2014 年可部署於數據中心為目標。除了數據中心,Fujitsu Laboratories 亦計劃把獲得的廢熱應用於工廠、辦公大樓、太陽能發電機,以及空調以外的用途。

在此提及的所有其他公司或產品均為其各自擁有者的商標或註冊商標。此新聞稿的資料在發布時為準確,資料會有機會更新,但不會作另行通知。


關於 Fujitsu Laboratories

Fujitsu Laboratories Limited(富士通研究所)為 Fujitsu Limited(富士通株式會社)的全資附屬公司,成立於 1968 年,是世界頂尖的研究中心之一。Fujitsu Laboratories Limited 的環球實驗室網絡遍佈日本、中國、美國和歐洲等地,積極從事廣泛的基礎和應用研究,涵蓋下一代服務、電腦伺服器、網絡、電子裝置及先進物料等範疇。如欲獲取更多資料,http://www.fujitsu.com/jp/

關於 Fujitsu(富士通)集團

Fujitsu(富士通)是世界領先的日本資訊通信技術(ICT)企業,提供全方位的技術產品、解決方案和服務,在全球擁有約16萬2千名員工,客戶遍佈世界100多個國家。Fujitsu憑藉在ICT領域的豐富經驗和實力,致力於與客戶攜手共創美好的未來社會。富士通集團(東京證券交易所上市代碼:6702)截至2014年3月31日財政年度的合併收益為4.8兆日元(460億美元)。如需更多資訊,請瀏覽:www.fujitsu.com

關於Fujitsu香港

Fujitsu香港是首屈一指的資訊及通訊科技方案和服務供應商,為客戶提供優質可靠及符合環保原則的產品及服務,為他們創造價值。憑藉五十年在業界的豐富經驗,加上是全球資訊科技與電訊基建專家Fujitsu集團的一分子,Fujitsu香港一直透過不斷創新和精益求精的技術,靈活回應每一位元客戶的獨特需求。此外,對於在中國和亞太區內外尋求業務發展機會的企業而言,Fujitsu香港也擔當著「樞紐和橋樑」的角色,務求與客戶建立長遠的合作夥伴關係。我們在本港的主要客戶包括香港特別行政區政府、國泰航空、電訊盈科、凱基證券、中信證券國際、現代貨箱碼頭、八達通及萬華媒體集團等。查詢更多資料,請瀏覽:http://www.fujitsu.com/hk

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陳香輝 (Jenny Chan) / 林姝姗 (Erica Lam) / 程凱雯 (Jessica Ching)

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E-mail: E-mail: jchan@hoffman.com / elam@hoffman.com / jching@hoffman.com
Company:The Hoffman Agency

Date: 11 November, 2011
Company: 富士通研究所, 富士通香港有限公司