لماذا تستخدم مراكز البيانات الماء؟

تستخدم مراكز البيانات الماء بشكل أساسي لإزالة الحرارة من الخوادم. يعد تبخير الماء وسيلة فعالة لنقل الحرارة إلى خارج المبنى، لذلك تستخدم العديد من أنظمة التبريد أبراج التبريد أو معدات مماثلة. يمكن أن يكون لمراكز البيانات أيضًا بصمة مائية غير مباشرة لأن بعض محطات الطاقة تستهلك المياه أثناء توليد الكهرباء.

لا تستخدم كل منشأة نفس المبلغ. ويعتمد البعض على الهواء الخارجي أو المبردات الجافة أو أنظمة السوائل ذات الحلقة المغلقة التي تستهلك القليل من الماء في الموقع. المناخ وكثافة الخادم وإمدادات الشبكة تشكل الاختيار. "التبريد السائل" لا يعني بالضرورة استهلاكا عاليا، و"صفر مياه للتبريد" لا يعني صفر مياه في مجالات الكهرباء والمكاتب وتصنيع الرقائق.

الحوسبة تخلق مشكلة حرارة مستمرة

تستخدم المعالجات الكهرباء لتبديل مليارات المكونات الإلكترونية. تقريبًا كل هذه الطاقة الكهربائية تنتهي كحرارة. ويجب على مركز البيانات إزالته بشكل مستمر للحفاظ على الرقائق ضمن درجات حرارة آمنة ومنع فقدان الأداء أو فشله.

يمكن للمرافق التقليدية نقل الهواء البارد عبر غرف الخادم. تجعل رفوف الذكاء الاصطناعي الكثيفة هذا الأمر أكثر صعوبة لأن العديد من المسرعات عالية الطاقة تقع بالقرب من بعضها البعض. يحمل السائل الحرارة بشكل أكثر فعالية من الهواء، لذلك يقوم المشغلون بشكل متزايد بإحضار سائل التبريد إلى لوحة باردة بالقرب من الشريحة أو غمر المعدات في السائل.

يمكن أن تظل الحلقة الداخلية مغلقة. يأتي سؤال المياه الحاسم في المرحلة النهائية: كيف تطلق المنشأة الحرارة إلى الهواء الخارجي؟ برج التبريد قد يتبخر الماء. يستخدم المبرد الجاف المراوح والمبادلات الحرارية؛ تقوم الأنظمة الهجينة بتبديل الأساليب مع الطقس.

يستبدل التبخر الماء بكفاءة الطاقة

يمتص الماء الحرارة عندما يتبخر. في الظروف المناسبة، يمكن أن يستخدم التبريد التبخيري كهرباء أقل من الضواغط والمراوح في النظام الجاف تمامًا. والمقايضة هي أن الماء المتبخر يترك إمدادات السائل المحلية ويجب استبداله.

تقوم أبراج التبريد أيضًا بتفريغ بعض المياه للتحكم في تراكم المعادن. يمكن للمشغلين تحسين دورات التركيز، أو معالجة المياه، أو استخدام المصادر المستصلحة، ولكن كيمياء المياه والمعدات تحد من هذه المسألة. قد يجمع رقم "اللترات" البسيط بين التبخر والتفريغ على الرغم من اختلاف وجهاتهما.

يقلل التبريد الجاف من الاستهلاك في الموقع، لكنه قد يفقد كفاءته أثناء الطقس الحار. قد تؤدي الكهرباء الإضافية إلى زيادة استخدام الكربون والمياه بشكل غير مباشر اعتمادًا على الشبكة. تعمل الهندسة الجيدة على تقييم النظام المحلي بأكمله بدلاً من افتراض فوز تقنية واحدة في كل مكان.

يمكن للكهرباء استخدام المياه خارج الموقع

غالبًا ما تستخدم محطات الطاقة الحرارية، بما في ذلك العديد من محطات الفحم والغاز والطاقة النووية، الماء في دورات البخار والتبريد. يختلف السحب والاستهلاك حسب نوع النبات وتصميم التبريد. بشكل عام، يتميز توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية الكهروضوئية باستهلاك منخفض للمياه التشغيلية، في حين تثير الطاقة الكهرومائية في الخزان أسئلة صعبة حول التخصيص حول التبخر.

ويعني هذا الاستخدام غير المباشر أن المنشأة يمكنها تجنب التبخر في الموقع مع الحفاظ على البصمة المائية من خلال الشبكة. وقد يحدث ذلك في منطقة مختلفة، وهو أمر مهم لكل من المحاسبة والسياسة المحلية.

مختبر بيركلي تقرير مركز البيانات الأمريكي نماذج استهلاك الموقع المباشر والاستهلاك غير المباشر المتعلق بالكهرباء بشكل منفصل. يساعد إبقاء الطبقات مرئية في الإجابة على سؤالين: ما الضغط الذي يمارسه مركز البيانات على نظام المياه المحلي، وما هو الطلب الأوسع على المياه الذي يتبعه من طاقته؟

تحتاج مقاييس المياه إلى قراءة متأنية

سحب الماء هو الحجم المأخوذ من المصدر. استهلاك المياه هو الجزء الذي لا يتم إرجاعه على الفور إلى نفس المصدر، عادة لأنه يتبخر. تعبر فعالية استخدام المياه عادة عن استهلاك المياه في الموقع لكل وحدة من كهرباء تكنولوجيا المعلومات.

قام مختبر بيركلي بوضع نموذج للمتوسط عبر مراكز البيانات الأمريكية بما يزيد قليلاً 0.36 لتر لكل كيلووات ساعة في عام 2023. وهو متوسط ​​تقديري للأسطول الوطني، وليس هدف تصميم أو معدل يمكن تخصيصه بأمان لشركة واحدة.

اللترات المطلقة مهمة إلى جانب الكفاءة. يمكن للمنشأة تحسين عدد اللترات لكل كيلوواط ساعة بينما يرتفع إجمالي المياه بسبب نمو الحوسبة. ويحدد أيضًا إجهاد المصدر والجودة والموسم ومستجمعات المياه النتيجة. قد تقلل المياه المستصلحة من المنافسة على إمدادات الشرب، على الرغم من أنها لا تزال تخضع للمعالجة والمقايضات البيئية.

يغير الذكاء الاصطناعي الكثافة أكثر من الفيزياء الأساسية

استخدمت مراكز البيانات الماء قبل الذكاء الاصطناعي التوليدي الحديث. يقوم الذكاء الاصطناعي بتغيير حجم الحرارة وتركيزها. يمكن أن تتطلب المسرعات الموجودة في الحوامل الكثيفة توزيعًا جديدًا للتبريد، كما تؤدي أحمال العمل المتزايدة إلى زيادة الطلب على الطاقة والتبريد.

وهذا لا يبرر تصنيف كل لتر في مركز البيانات على أنه مياه الذكاء الاصطناعي. تخدم المرافق التخزين والفيديو وبرامج المؤسسات وأحمال العمل السحابية الأخرى. يحتاج التخصيص إلى بيانات عبء العمل والطاقة التي نادرًا ما ينشرها المشغلون.

ولذلك تعتمد أرقام المياه لكل استعلام على النماذج. فهي تجمع بين الحسابات المقدرة وافتراضات التبريد والشبكة. شرحنا ل استخدام المياه بالذكاء الاصطناعي لكل استعلام يوضح لماذا تمتد التقديرات ذات السمعة الطيبة إلى كسور تصل إلى عشرات المليلتر للنص العادي.

يبدأ التبريد الأفضل بموقع أفضل

يمكن للمشغلين اختيار أجهزة فعالة، ورفع درجات حرارة التشغيل الآمنة، واستخدام الهواء الخارجي، وتحسين أدوات التحكم، واستخدام المياه المعالجة. يمكن لأنظمة الحلقة المغلقة أن تتجنب التبخر، كما هو الحال مع التبريد الجاف عندما تدعمه ظروف المناخ والشبكة. يمكن أن تخدم الحرارة المهدرة في بعض الأحيان المباني أو الصناعات القريبة، على الرغم من أن مطابقة درجة الحرارة والمسافة والطلب ليس بالأمر الهين.

يبقى تحديد المواقع أمرًا أساسيًا. قد يظل التصميم الموفر للمياه في حوض مجهد أقل مسؤولية من التصميم الذي تكون فيه الموارد والبنية التحتية متوافقة بشكل أفضل. تحتاج المجتمعات إلى الذروة المتوقعة والاستهلاك السنوي والطلب التراكمي القريب والتقارير الفعلية بعد الإطلاق.

يمكن أن يدعم تجديد الموارد في الشركات مستجمعات المياه، ولكن يجب الكشف عنها بشكل منفصل عن الاستخدام في الموقع. يحدد الحجم والموقع والتوقيت والإضافة ونوعية المياه ما إذا كان المشروع يعالج الضغط الأصلي.

ما يمكن للمستخدم أن يأخذ من هذا

تجنب صورة الخادم الذي يشرب حرفيًا مع كل مطالبة. تنتمي المياه إلى أنظمة التبريد والكهرباء المشتركة، ثم يتم تخصيصها لأعباء العمل. يكون التخصيص مفيدًا عندما تظل افتراضاته مرفقة.

يمكنك تقليل العمليات الحسابية غير الضرورية عن طريق اختيار نماذج أصغر حجمًا، مع الحفاظ على تركيز السياق وتجنب المخرجات التي يمكن التخلص منها. بالنسبة لمطالبات مقدمي الخدمة، اسأل عما إذا كانت المياه مباشرة أم غير مباشرة، مسحوبة أو مستهلكة، مقيسة أو نموذجية. الأوسع دليل لكيفية استخدام الذكاء الاصطناعي للمياه يغطي التصنيع كذلك.

Treechat تستمد إيصالها المائي من طاقة الرسالة المقدرة باستخدام ثابت تم الكشف عنه في صفحة المنهجية. إنها ليست قراءة من برج التبريد. تكون هذه الطريقة مرئية عن عمد، لأنه حتى يقدم مقدمو الخدمة بيانات خاصة بالمنشأة وعبء العمل، يجب أن تظهر التقديرات الصادقة حدودها.