氣象局導入水冷式冷卻背板解決高運算散熱挑戰

除了建立冷熱通道的作法以外，另一種直接設置在機櫃背面的冷卻背板，也能夠解決高密度機櫃的高顯熱挑戰，例如在2006年時，中央氣象局資訊中心導入168臺IBM PS 535-7超級電腦，共14座機櫃，每臺機櫃每立方公尺會製造30千瓦熱量，熱密度過高，原先的箱型冷氣從地板內送出的冷氣容易發散或遭受管線阻檔，無法帶走這些熱量。

所以氣象局全面改建水冷與氣冷並用的機房冷卻設施，機櫃採水冷式背板的設計，搭配其他水冷的基礎設施，來帶走機櫃6成熱量，同時搭配天花板上的冷氣送風機，向下吹送冷氣給個別機櫃，形成冷通道，帶走機櫃4成的熱量，透過更集中制冷的方式，解決熱密度過高的問題。

在氣象局的經驗中，1千瓦熱量需要每立方公尺120CFM的冷氣風量，才能冷卻這1千瓦熱量。但氣象局每臺超級電腦的機櫃每立方公尺產生30千瓦熱量，需要3,600CFM風量，一般空調機在沒有其他阻擋物的情況下，每立方公尺只提供約400CFM風量，制冷力還要提升9倍，才能帶走超級電腦的熱量，因此氣象局改採水冷作法。不過，交通部中央氣象局資訊中心課長林弘倉表示表示，水冷基礎設施的建置成本高昂，企業熱密度過高的運算環境要達到一定規模，建置水冷環境的效益較顯著。

氣象局共有2臺相互備援的180噸冰水主機，製造冰水來提供水冷與氣冷的運作。冰水主機會將水塔送來的溫水冷卻為攝氏8～10度的冰水，這些冰水會流經冰水管線送往冷卻分配器（Cooling Distribution Unit，CDU），該分配器當中同時包含用於冷卻機櫃的滲透純水與冰水機送來的一般冰水，藉冰水將純水冷卻到攝氏17～18度，流經特製的高壓軟管與快接頭，分別送達14座機櫃的水冷式背板。冷水流經蜂巢式背板的過程中，冷卻伺服器送出的熱風，進行熱交換後，水溫會上升為攝氏22度，再返回CDU，重新冷卻為17～18度，形成水冷卻的循環。

為了避免低於室溫的冷水流經水管會因冷凝而結成小水滴，冰水管線與高壓軟管外側都以保溫的塑膠材質包覆。在防止漏水方面，氣象局使用特製快接頭，避免在輸送冷水到背板時，發生漏水，在高架地板內還安裝了偵測漏水的線材，萬一發生漏水，會透過監控系統通知IT人員處理。

綜而言之，採用水冷的優點為制冷力高，可提升單位面積的冷卻效率，但缺點是整體建置費用高昂、受特定廠牌限制，同時不利於未來進行機房改建。氣象局建置整套水冷式環境的費用總共為700萬元，若包含水冷設施的布建，平均一臺機櫃施工造價50萬元，是一般機櫃的好幾倍，加上各家廠商的水冷作法還未標準化，企業必須選用特定廠牌的快接頭、高壓軟管與水冷式背板，無法混搭不同廠牌的水冷式機櫃，如果機櫃內要安裝其他廠牌的伺服器，還要特別請廠商客製水冷式機櫃，又會增加一筆成本。

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