Ein Projekt des Start-ups XCCES GmbH
Innovative lötbasierte Lösung für ressourceneffiziente Serversysteme
Das Ziel des Projekts besteht darin, eine innovative und umfassende Lösung für die Warmwasserkühlung von Serversystemen in Rechenzentren zu erforschen und zu erproben. Dabei sollen der Energiebedarf des Kühlkreislaufs reduziert und Ressourceneffizienz maximiert werden. Das Projekt strebt an, den Energieverbrauch von Rechenzentren zu senken und die ökologische Bilanz der Informations- und Kommunikationstechnologie zu verbessern.
Maßnahmen zur Ressourceneinsparung
Um den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen zu reduzieren, werden verschiedene Maßnahmen innerhalb des Projekts ergriffen. Diese beinhalten unter anderem die Optimierung von Herstellungsprozessen und Materialauswahl hinsichtlich Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit. Die Verwendung von Warmwasserkühlung anstelle von luftbasierter Kühlung reduziert den Energieverbrauch auf Serverebene.
Die erhöhte Lebensdauer der IT-Komponenten und das Potenzial zur Abwärmenutzung verbessern die Gesamteffizienz der Rechenzentren. Der vermutlich erhöhte Energieverbrauch bei der Herstellung und Trennung der Lotverbindung wird berücksichtigt. Das CO2-Einsparpotenzial entlang des Produktlebenszyklus wird durch eine Ökobilanzierung ermittelt.
Effiziente Wärmeableitung und Stabilität in der Serversystem-Wasserkühlung
Bisherige Wasserkühllösungen verwenden Wärmeleitpaste und setzen die Kühleinheit auf die CPU auf. Dies kann zu Leistungseinbußen und verkürzter Lebensdauer der Komponenten führen.Die Innovation des Vorhabens besteht in der Verwendung von Löttechnik zur direkten Anbindung der Wasserkühlung an hochbeanspruchte Serverkomponenten wie GPU, CPU, Netzteile und RAM.Im Vergleich zu herkömmlicher Wärmeleitpaste kann die Kühlwassertemperatur um bis zu 6,5°C angehoben werden, ohne die Leistungsfähigkeit der IT-Komponenten einzuschränken. Die Lösung bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Stabilität, Lebensdauer und Effizienz. Die entwickelte Lötverbindung zeichnet sich durch Homogenität über die gesamte Kontaktfläche aus und ermöglicht einen vollflächigen Kontakt selbst auf unebenen Fügeflächen. Dadurch wird der thermische Widerstand im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungsmethoden reduziert, was zu einer effizienten Wärmeableitung und gleichmäßigen Kühlung führt. Somit kann ein effizienter Betrieb der zu kühlenden Komponenten gewährleistet und zeitgleich die Nutzung von Warmwasser für Fernwärme verbessert werden.
Nachhaltige Verbreitung und Weiterentwicklung der Wasserkühlungstechnologie
Nach Abschluss des Projekts sind mehrere Schritte geplant, um die entwickelte Wasserkühlungstechnologie weiterzuentwickeln und zu vermarkten. Zunächst wird die Möglichkeit in Betracht gezogen, ein weiteres Start-up oder ein KMU zu gründen, das die Wasserkühlungseinheiten produziert und auf dem Markt vertreibt. Durch den Verkauf an führende Kunden in der Rechenzentrumsbranche soll eine breite Akzeptanz und Nutzung der Technologie erreicht werden. Darüber hinaus wird die Option der Lizenzierung der Technologie an interessierte Dritte geprüft, um deren Verbreitung zu fördern. Parallel dazu wird die Forschung fortgesetzt, um die Anwendungsmöglichkeiten der Wasserkühlungstechnologie in anderen Bereichen zu erkunden. Das Ziel ist es, die Nachhaltigkeit und Effizienz der Kühlung von IT-Komponenten weiter zu verbessern und einen positiven Einfluss auf den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen zu erzielen.
Projektpartner:
Dr. Jan Dolkemeyer, XCCES GmbH
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Projektzeitraum:
Start: 02.01.2024, Ende: 02.01.2025