技嘉藉由單相浸沒式液冷技術　助力日本電信龍頭KDDI開發新世代資料中心

日本電信公司KDDI與軟銀集團及NTT DOCOMO並稱日本電信業界的三大龍頭企業，2020年七月，KDDI投入研發新型資料中心，作為網路「邊緣運算」的基地，同時採取低排碳的「綠色計算」技術，將資料中心建置於貨櫃內，正式名稱為「貨櫃型浸沒式液冷小型資料中心」(コンテナ型液浸スモールデータセンター)。

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小型資料中心研發有兩大目標：第一，要便於建立且能機動部署，因應網路需求暴增的特殊情形，例如舉辦戶外演唱會，或是不幸發生嚴重災害，可以即時供給網路；第二，降低運行時的能源消耗，達到「碳中和」目標，減少環境衝擊。

隨著數位化潮流，從元宇宙、生成式AI、延展實境、自駕車…等或是進行太空探險等艱難任務，資料中心需求日益漸增，根據研究顯示，資料中心產業佔全球能耗約2%，高耗能是業者所面臨的考驗。

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KDDI採用「浸沒式液冷」技術，為小型資料中心調節溫度；浸沒式液冷將伺服器浸泡在不導電的冷卻液當中，直接幫元件散熱，比使用空調降溫來得省電，也改善資料中心的電力使用效率PUE（即資料中心的總耗電，除以伺服器的總耗電）。KDDI估算，浸沒式液冷可將PUE改善至1.07以下，傳統氣冷式機房的PUE，大約是1.7，等於減少43%的耗能。《詞彙學習：花你一分鐘，一次看懂關於PUE電力使用效率》

如此一來，一方面能加速KDDI邊緣運算的布局，推動日本的數位轉型，另一方面，減碳成效符合「KDDI GREEN PLAN 2030」的願景，這是KDDI針對氣候變遷應變、循環型社會發展及生物多樣性保護所提出的長期計畫。

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浸沒式液冷分為「單相」、「兩相」；「兩相浸沒式液冷」使用沸點僅有攝氏50度的不導電冷卻液，吸收伺服器產生的熱量，使冷卻液氣化後帶走廢熱；而「單相浸沒式液冷」的冷卻液不會蒸發，是藉由水槽外的冷卻液分配裝置(CDU)，透過水塔或冷凝器進行降溫。GIGABYTE伺服器在浸沒式液冷技術上已有豐富經驗，不僅為法國地質研究公司研發「單相浸沒式液冷」伺服器，做為石油探勘分析，也為全球晶圓代工霸主打造「兩相浸沒式液冷機房」，於2022年第一季開始運行。

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KDDI採用「單相浸沒式液冷」技術，建造「貨櫃型浸沒式液冷小型資料中心」，與三菱重工業及系統整合商NESIC合作，在日本橫濱市，三菱重工業的橫濱Hardtech Hub，架設長3.36公尺，寬2.44公尺，高2.90公尺的標準十二呎貨櫃。貨櫃內安裝GRC (Green Revolution Cooling)製作的模組化單相浸沒式冷卻機箱，提供24機架單位(24U)的空間，以及高達50kVA的解熱能力；技嘉提供R282-Z93和R182-Z91機架式伺服器，肩負資料中心的管理節點和GPU運算節點任務。

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資料中心運作時，冷卻液吸收伺服器產出的廢熱，而貨櫃另一端的CDU，透過液體流動將熱能排放到貨櫃外，有別於一般資料中心利用空調散熱相對省電；KDDI估算，伺服器需使用50kVA電力時，冷卻系統只需使用3.5kVA電力就能調節溫度，等於是將資料中心的PUE改善至1.07。《詞彙學習：常聽別人說液體冷卻，你知道那是什麼嗎？》

導入浸沒式液冷，不僅改善資料中心的電力使用效率，同時增加伺服器的安裝密度，並且可隔離空氣中的鹽分或其他雜質，避免伺服器運行受到干擾。便於建置的小型資料中心，讓電信業者的邊緣運算策略變得更為機動有彈性，KDDI攜手技嘉和其他指標性企業，推動日本的數位轉型，同時也降低資料中心對環境造成的負擔，這項專案不只是KDDI的成就，也是電信業界朝永續發展的典範。

KDDI副理兼伺服器系統工程師北山真太郎，給予技嘉高度的肯定：「我們覺得最了不起的一點是，技嘉對浸沒式液冷的研發與部署經驗，讓伺服器在浸沒式液冷機箱內運作順暢，協助我們測試和建造新型的資料中心有很大的幫助。」

採用技嘉伺服器的好處，有以下兩點：
1. 高密度、高運算力伺服器產品：技嘉R182-Z91和R282-Z93伺服器，分別只有1U及2U的大小，有助於在狹小的貨櫃內，安裝高密度、高擴充性的CPU與GPU配置，提供超強運算力。《詞彙學習：技嘉小百科，告訴你可擴充性是什麼》

2. 浸沒式液冷的研發實力與彈性設計：R282-Z93和R182-Z91兩款伺服器，原先採用氣冷式的機構設計，技嘉針對客戶需求，優化伺服器的軟硬體配置，使它能搭配單相浸沒式液冷技術使用。


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電信業者部署於網路邊緣的資料中心，必須處理大量的影像資訊，包括影片、相片，還有電腦視覺使用的圖像數據；CPU和GPU可透過異質運算發揮最大的綜效，滿足使用者的需求。技嘉R182-Z91和R282-Z93搭載第三代AMD EPYC™ CPU，所提供的核心數和執行緒數量相當可觀，再搭配NVIDIA® A100和T4加速器，使資料中心的運算力更上一層樓，技嘉伺服器使用的PCIe Gen 4.0規格介面，更有助於提升處理器之間的數據傳輸速率。

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北山副理表示：「我們採用先進CPU與GPU配置，賦予資料中心強大的運算力，提供各式各樣的電信服務給消費者。挑選浸沒式液冷的好處在於，我們能導入NVIDIA® A100這種頂級的GPU，也不會碰到功耗或解熱方面的瓶頸。」

R282-Z93和R182-Z91還有一項特色，就是高密度、高擴充性的機殼設計，適合空間有限的小型資料中心。KDDI把大量的運算資源集結在狹小的貨櫃內，配合突發性需求，便於將資料中心派送到日本各地進行部署，加強KDDI的網路涵蓋率。

R182-Z91和R282-Z93送往日本橫濱之前，技嘉團隊為KDDI調整與優化兩款伺服器的軟硬體配置，讓原先為氣冷式機房設計的伺服器產品，也能利用浸沒式液冷技術來降溫；伺服器抵達橫濱之後，產品的性能與品質也通過KDDI嚴格的效能與環溫測試。《詞彙學習：常聽別人說熱設計功耗TDP，你知道那是什麼嗎？》

小型資料中心開發過程中，KDDI也測試其他品牌的伺服器，他們發現，如果產品未經過完善的調整與優化，泡入液體中可能會發生烏龍事件；比方說，就有其他品牌標籤上的油墨，因為接觸冷卻液而脫落，產生的雜質將會影響冷卻效果。導入浸沒式液冷是一門大學問，技嘉長年累積的研發硬實力，並且深耕5G、電信業的垂直市場經驗，協助KDDI研發團隊實現他們的構想，建造兼具邊緣運算和綠色計算功能的小型資料中心。

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KDDI開發「貨櫃型浸沒式液冷小型資料中心」，改變電信業者布局IT建設的思維，讓淨零、碳中和的電信設備變成主流。2022年四月，KDDI在東京北方90公里外的栃木縣小山技術中心(KDDI Oyama TC)，展開這項專案的後期測試，確保小型資料中心可符合ANSI/TIA-942-A電信基礎設施標準，達到Tier 4第四層級資料中心的高可用性條件，並且開始積極推廣，期待日本各地都會出現類似的浸沒式液冷資料中心。

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