給芯片散熱：這個金屬盒內的微小鋁制“散熱鰭片”可以移走計算機服務器的電子器件產生的熱量。

數據中心又餓又熱又渴。美國大約有300萬個數據中心，每年消耗數十億升水和大約700億千瓦時的電力（占全國總用電量的近2%）。其中大約40%的能量用于運轉空調、冷卻機、服務器風扇和其他設備以使計算機芯片保持涼爽。

現在，位于亞利桑那州斯科茨代爾的Force Physics公司開發了一種低功耗系統，據稱它可以將數據中心的散熱能耗需求降低90%。該公司的JouleForce導管是一種被動系統，它利用周圍的、過濾過的、未制冷過的空氣來將計算機芯片的熱量帶走。Force Physics計劃于2月份在位于亞利桑那州錢德勒市的、隸屬于H5?Data?Centers的一處商業設施進行首次現場小規模試驗。在那里，一個由30根導管組成的機架將為能耗36千瓦的IT設備散熱，傳感器將跟蹤氣流、溫度、電力消耗量和氣壓。從為期一年的試驗中收集的信息將用于向潛在客戶展示該系統的性能。

在一個典型的數據中心，計算機設備的運行功率約為15兆瓦，其中1兆瓦用于為服務器的風扇提供電力。但是這樣的數據中心還需要額外的7兆瓦（總負載為22兆瓦）來為其他冷卻設備提供動力，以及每年還需要5億升水。數據中心的數據流量預計每兩年會翻一番，在這樣的情況下，該行業對電力和水的需求將很快就會達到不可持續的程度。

照片來源：Forced Physics

據Force Physics首席技術官David Binger所說，該公司的導管可以幫助典型的數據中心消除對水或制冷劑的需求，并將其22兆瓦的負載減少7.72兆瓦，這意味著每年減少6760萬千瓦時。按其說法，該數據中心還可以通過使用這一新系統每年在基礎設施、運營和能源成本方面節省4500萬美元。他說：“我們正在解決電子制造的問題?！?/p>

在今天的數據中心，電路板和其他電子元件被封裝在比薩盒大小的金屬容器中。40個盒子垂直堆放在機架上。一排排的機架并排擺放在狹窄的過道里，填滿了一整層樓。精心設計的通風網絡將冷空氣吹到機架前部。每個盒子后部的小風扇將冷空氣吸到盒子內的電子器件上。然后，機架后部的大風扇將變熱后的空氣從盒子里吸出來。

JouleForce導管是一個很窄的盒子，看起來也就能容納兩三枝長莖玫瑰。電路板不是安裝在其內，而是附著在其外。一個標準的機架需要裝上40根完全由鋁制成的導管。不使用小的服務器風扇，相反，機架后部的四個大風扇通過導管吸進周圍的空氣。風扇是系統中唯一的活動部件，空氣本身從不被制冷。對于普通數據中心來說，這些大型風扇僅需0.28 MW——與服務器風扇通常使用的1 MW相比，這要少得多。

在導管內部，3000個非常薄的鋁制散熱片排成兩排，形成一個V形。V形的鋁片可以輕松快速地將空氣從后面排出。當風扇通過導管吸入空氣時，低氣壓將其吸入散熱鰭片之間的微通道。鰭片像梳子上的齒一樣工作，將空氣分子整齊地定向到相同的方向，并將它們排列成柱狀。同時，來自附著的電子器件的熱量轉移到鋁制散熱鰭片中。當空氣分子接觸鰭片表面時，它們會從金屬中吸收熱量，這促使它們加速從后面排出。

空氣離開導管時越熱越好。在環境空氣溫度介于21°C和49°C之間的數十個實驗室測試中，離開JouleForce導管的空氣的測量溫度約為65°C，比傳統散熱系統的高27°C。

“它非常高效，”HF Lenz Co.（一家以設計數據中心為主要業務的公司）的關鍵系統負責人Richard Madzar說。與Forced Physics并無隸屬關系的Madzar說，他在實驗室里看到了在模擬條件下導管的表現。他說：“它消除了服務器風扇，并且需要的電量低于其他方式消耗的電量”。這種導管是可重復使用的、模塊化的和可回收的，對于這一點他也很喜歡。

目前還不清楚數據中心的管理者將如何應對這種新方法。Madzar說，他們的商業模式基于已經廣泛使用的散熱技術。例如，他們可能聽說過依賴水或制冷劑的其他類型的傳導散熱方式，但這些系統主要用于超級計算機，并且往往比傳統的散熱技術更昂貴。如果JouleForce導管要成為日常用品，它必須要有更廣泛的可獲得性和更有競爭力的價格?！拔倚枰诋a品目錄中看到它，”Madzar說。