如何减少云数据中心的用水量
说到大型数据中心，人们首先想到的可能不是水，但水却是数据中心运营的基础。
主要用于冷却系统，以确保服务器不会过热，全球数据中心每天都有大量的水在循环。随着对云服务的需求不断飙升，主要的云提供商正在建设越来越多的设施来跟上需求。在全球水资源短缺危机中，可持续利用水资源对行业来说至关重要。为了缓解这一问题，主要的 CSP 采用了创新的节水技术和做法。
数据中心如何利用水，为什么水如此重要？
在讨论数据中心用水量的影响之前，我们需要了解大量用水背后的原因。数据中心的平均面积为 100,000 平方英尺，其中许多数据中心包含数千台服务器。这些服务器执行的每项任务都需要能量，这些能量会转化为热量。由于安装了这么多机器，这些热量会聚集起来，必须采取极端措施来冷却并防止设备和服务受损。
数据中心的冷却方法主要依靠水基系统，其中大量的水吸收并消散服务器散发的热量。下面简要介绍一下其工作原理。
水冷器使水在数据中心内循环，吸收设备产生的热量。然后，加热的水被输送到冷却塔，使热量消散。冷却的水被重新循环到数据中心，循环继续。这种方法的问题在于，大部分水都无法在这次循环中存活下来。在这个过程中，80% 的水会蒸发，剩下的盐和矿物质会溶解在剩余的水中。随着更多的水蒸发，剩余的水会变得浓缩，这可能会对系统造成损害。这意味着每隔几轮就需要更新水。
平均而言，在一千瓦时 (kWh) 的冷却过程中，会蒸发一到九升水，这相当于为一台耗电 1,000 瓦的机器供电一小时所需的能量。这个巨大的范围源于每个数据中心的效率水平存在差异，而且天气条件可能会影响这一过程的有效性。我们说的是每年大量的水，每月达到数千万升。根据谷歌 2023 年的环境报告，其数据中心在 2023 年消耗了 52 亿加仑的水。平均每个数据中心每天消耗约 50 万加仑水。这些数字非常惊人。
影响
数据中心大量使用水并非没有代价，对全球环境和经济造成了损害。这些不利后果在水资源稀缺的地区尤其明显，居民们担心他们的基本资源被大公司利用，而牺牲了当地的需求。
北美和拉丁美洲等地区处境艰难；在经历当地水资源短缺危机的同时，它们不幸成为数据中心部署的战略价值，每天消耗数百万加仑的水。这些数量相当于小城镇的用水量，加剧了这些社区本已严峻的形势。谷歌打算通过清理废水和支持恢复自然生态系统来补充 120% 的用水量。然而，根据其 2023 年的报告，他们目前只补充了 6%。
数据中心冷却的可持续实践和未来趋势
随着数据中心对环境的影响不断增加，谷歌、亚马逊和微软采用并试验创新方法来最大限度地减少用水量。例如，谷歌利用机器学习开发预测冷却系统，以动态调整实时需求；亚马逊探索先进的蒸发冷却和模块化数据中心设计，以优化气流并最大限度地降低冷却要求。与此同时，微软研究了海水和地热能等天然冷却资源，并通过其 Natick 项目试验了水下数据中心(尽管该项目已停止)。
这些举措标志着向可持续数据中心运营的重大转变，其目标不仅是缓解问题，而且是解决问题。作为证明，谷歌和微软正在努力在 2030 年前实现水资源节约，反映出他们致力于扭转水消耗趋势的承诺。
云行业如何实现节水？
为了使云行业实现这些可持续发展目标，它必须采用更可持续的做法。
收集用水数据可能是最关键的一步。目前，只有一半的数据中心跟踪其用水情况。优化资源是 Zesty 所做的工作，尽管方式不同，但我们知道了解资源使用情况对于实现减少浪费的目标至关重要。如果不知道您的使用率高在哪里，那么了解原因以及如何缓解这种情况几乎是不可能的。
更换旧系统也是必不可少的。通过升级过时的冷却技术，数据中心可以利用现代、更高效的技术显著降低其水和能源消耗。我们还需要找到冷却数据中心的新方法以及使用其他水资源进行冷却的方法，例如灰水和雨水收集。我们必须更加注意部署数据中心的位置。
在较冷地区建造数据中心是一种战略举措，利用自然冷空气辅助冷却，从而减少对机械冷却系统的需求。这种地理战略不仅增强了运营的可持续性，还减少了能源和水的使用。
塑造云的可持续未来
云数据中心的高耗水量对云行业构成了重大挑战，并对环境、经济和社会产生了影响。谷歌、亚马逊和微软等科技巨头的开创性努力表明了他们致力于通过创新的冷却技术减少这种影响。然而，目标仍然遥不可及，需要不断创新和支持性政策来促进全行业的可持续实践。通过将行业领导者的努力与切实可行的可持续发展计划相结合，我们可以确保数字基础设施的可持续性以及技术生态系统负责任的未来。