Was ist Wasserkühlung?

In Computern ist die Wasserkühlung ein Verfahren, um die Temperaturen von Computerprozessoren und manchmal auch anderen Komponenten wie Grafikkarten zu senken, wobei Wasser und nicht Luft als Kühlmedium verwendet wird. Die Prozessorgeschwindigkeiten sind in den letzten Jahren drastisch gestiegen. Infolgedessen hat sich auch die Wärmeabgabe der Prozessoren erhöht, ebenso wie die Geräusche, die mit Geräten wie Lüftern verbunden sind, um sie auf einer sicheren Temperatur zu halten. Da Wasser Wärme etwa 30-fach besser leiten kann als Luft, ermöglicht ein Wasserkühlungssystem dem Prozessor, mit höheren Geschwindigkeiten zu arbeiten und gleichzeitig die Geräuschentwicklung des Systems drastisch zu reduzieren. Einige Branchenkenner prognostizieren, dass Wasserkühlungssysteme in naher Zukunft zum Standard für Personalcomputer werden.

Hier ist ein einfaches Beispiel für ein Wasserkühlungssystem: Eine Pumpe zirkuliert das Wasser durch einen Wasserblock (eine Vorrichtung ähnlich einem Kühlkörper), der am Prozessor angebracht ist; dort wird die Wärme vom Prozessor auf das Wasser übertragen. Das erwärmte Wasser geht weiter zu einem Kühler auf der Rückseite des Computergehäuses und wird durch Kühlwasser ersetzt. Die Wärme des Wassers im Kühler wird an die Umgebungsluft des Computers abgegeben. Wenn das Wasser auf die Umgebungstemperatur abgekühlt ist, wird es wieder durch das System geleitet.

Die Wasserkühlung wird zunehmend eingesetzt, um den besonderen Anforderungen im Rechenzentrum gerecht zu werden. Da Rechenzentren oft den günstigsten verfügbaren Platz und nicht den speziell dafür vorgesehenen Platz zugewiesen bekommen, können Server in einem zu kleinen oder nicht ausreichend belüfteten Bereich untergebracht sein. Darüber hinaus stellen einige Rechenzentrums-Technologien, wie beispielsweise Blade-Server (die dicht strukturiert sind), eine erhöhte Belastung für das Kühlsystem des Rechenzentrums dar.

Die Wasserkühlung bringt jedoch auch ihre eigenen Probleme und Vorteile in das Rechenzentrum. Oftmals sind zusätzliche Rohrleitungen erforderlich. Die Wasserkühlung kann die Flexibilität der Planung von Rechenzentren einschränken, da Systeme, die mit Rohrleitungen verbunden sind, nicht einfach neu angeordnet werden können. Die Kombination von Elektronik und Wasser erschwert auch die Disaster Recovery Planung (DRP). Beispielsweise müssen Administratoren im Voraus wissen, wie sie mit potenziellen Problemen wie Rost oder Undichtigkeiten umgehen werden. Die gemeinsame Angst vor der Kombination von Elektrik und Wasser ist eine weitere Blockade für die Akzeptanz der Wasserkühlung.

Trotz der damit verbundenen Herausforderungen sagen viele Branchenexperten voraus, dass die Wasserkühlung die unausweichliche Zukunft des Rechenzentrums ist.

Wasserkühlung ist nichts Neues – Autos und Großrechner nutzen seit vielen Jahren Wasserkühlungssysteme. Die Wasserkühlung wird jedoch in einigen neuen und innovativen Anwendungen eingesetzt, wie beispielsweise in umweltfreundlichen Klimaanlagen für Gebäude.

Die Wasserkühlung wird manchmal als Flüssigkeitskühlung bezeichnet, da gelegentlich verschiedene andere Substanzen anstelle von oder zusätzlich zu Wasser verwendet werden.