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データセンターと冷却技術の最新トレンド

新設のデータセンターにやってきたジェニファーとサイトーさん。近年のデジタル化を支える新たなデジタルインフラとして進化がめまぐるしいデータセンターに係る最新トレンド、課題、未来のあり方について考えます。
第2回目は、より冷却効率が高いという理由で注目を集めている「液冷技術」の最新トレンドについて深堀りします!

変化するデータセンターの冷却方式

ジョンソンコントロールズも近年データセンターのソリューションに力を入れていますよね。

データセンターの稼働には空調、特に冷却の技術が欠かせないと学びマシタ! 

今日見たとおり、データセンター内にはたくさんのサーバーやネットワークが設置されていて、大量の熱を発生させながら稼働しているんだ。適切な冷却が行われないと、機器の故障やシステムトラブルにつながってしまう。

そのため、稼働を停止できないデータセンターにおいて、サーバーの冷却は安定稼働の要なんだよ!当社のビルオートメーション技術はそうした冷却システムと連携し、安定した空調を支えているんだ。

室内のすさまじい空調の風量も、そうした理由からなんですね。
そういえば最近、空冷方式よりも冷却効率の高い液冷方式の普及も進んでいると聞きマス!この建物にも冷却水用の太い配管が沢山設置されていますね。

 AIの進化が進むにつれて、AIとの親和性が高いGPUに注目が集まっている。GPUは、大量の計算を同時にこなすのを得意とする半導体チップだよ。ただ、GPUはCPUと比較して発熱温度が高く、高度な冷却技術が必要なんだ。

そこで、最近は冷却効率が高い液冷方式に注目が集まっているんだよ。その冷却方式も迅速に進化していて、例えばコールドプレート、リアドア、液浸という新たな技術がどんどん登場している。

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解説:異なる液冷方式

  • コールドプレート:冷水冷媒を流すパイプが埋め込まれたプレート 。プロセッサ(CPU/GPUなど)サーバーの主な発熱部分に直接設置し、冷却効率を大幅に向上させる。
  • リアドア方式:ラック背面に冷水を流す熱交換器を取り付けてサーバーを冷却する。ファン有(アクティブ)とファン無し(パッシブ)がある。
  • 液浸: 絶縁性の液体にサーバーを浸して冷却する事で冷却効率を大幅に向上させる方式。 冷却効果は高いが、大規模でイニシャルコストがかかり、水質の維持や安全性にも課題がある。

進化するデータセンターでの液冷技術

そういえば、ジョンソンコントロールズがAlloy Enterprisesという企業を買収というプレスリリースを読みました。Alloy Enterprisesは高性能データセンターや社会的重要性の高い産業向けに次世代熱管理プラットフォームを提供する企業、なんですよね。この買収により、当社の直接液冷(Direct Liquid Cooling)の技術も強化されるという内容だったと記憶しています。

うんうん。最近は二相式液冷への注目が高まっているんだよ。Alloy Enterprisesも二相式液冷の重要性を公式ソーシャルメディアで発信しているから、今後の技術の幅もますます広がるんじゃないかな。

二相式?

二相式冷却は、単相(冷水)ではなく “液体 → 気体” という相変化を利用して熱を運ぶ冷却方式。チップを低沸点の不活性液体に浸して、高温になったチップの熱で冷媒を沸騰(気化)させて、熱を取り除くんだよ。気化した冷媒は、冷やされてまた液体に戻り、循環するんだ。

空冷技術が不要になる未来?

データセンターの冷却に液冷が不可欠になっていく未来は間違いなさそうですね・・・

その見解が主流になってきているね。
最近は、温水で冷却が可能な半導体が発表されたことも世界的に話題になっていることは知っている?

 

えっ!温水で冷却が可能…ということは冷水をつくる必要がなくなるということでしょうか。
データセンターにチラーは不要になるんデスカ?!

う~ん、そういう半導体が主流になればフリークーリング(※)だけで対応できるようになるという意見もあるけれど…
でも、サーバールームにあるものってサーバーだけかな?
※フリークーリング:外気を使い、建物や機械を冷やす技術。チラーを使用せず、電力の使用量を抑えられるメリットがある

 

いえ、部屋の半分ほどスイッチが占めていましたね。

うん、冷やさなければならないものはサーバーだけではないし、建物全体の空調は変わらず必要だよね。
そうすると、チラーも変わらず必要だ。

 

確かにそうですね。それに、従来のサーバーの冷却も必要ですよね。
すべてのサーバーを突然入れ替えるわけではないですし…

その通りだね。冷却方式も液冷のみになるとは考え難く、空冷との組み合わせや、緊急時のバックアップとして複数の冷却方式を導入するニーズもある。

 

このデータセンター内でも、空冷と液冷の両方が採用されていますね!

先ほど話した通り、データセンターの冷却技術は進化が速く、ニーズの変化も著しい。
全く新たな冷却方式が登場する可能性も十分にあるなかで、HVACやビルテクノロジー企業には、変化に柔軟かつ迅速に対応できる技術力が求められているんじゃないかな。

 

  • 次回は、データセンターが抱える省エネやレジリエンスに対する課題と、それに対するジョンソンコントロールズのアプローチについて解説します。
  • 第1回目はこちら

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