I. Tekočinsko hlajenje se je premaknilo z "izbirnega" na "nujno"

 

1. Nastanek povpraševanja po računalniški moči in optičnih modulih

V hitro razvijajočem se okolju umetne inteligence (AI) je povpraševanje po računalniški moči doseglo vrhunce brez primere. Pojav velikih modelov, kot so tisti, ki se uporabljajo v ChatGPT OpenAI, je ustvaril znatno vrzel v potrebni računalniški moči. OpenAI poroča, da stopnja rasti računalniške moči modela prehiteva napredek strojne opreme AI za osupljivo desetkrat. Ko se veliki modeli razširijo na trilijone parametrov, je potreba po izboljšani zmogljivosti vadbenih čipov AI postala kritična, kar spodbuja pričakovanja hitrejšega prenosa podatkov.

 

Zaradi te eksponentne rasti obsega računalništva je medsebojna povezljivost v podatkovnih centrih postala osrednje vprašanje. Z napredovanjem usposabljanja AI postajajo omejitve računalništva z eno kartico/strežnikom očitne. Medsebojna povezljivost čip-čip je postala prednostna naloga, kar zahteva učinkovite in hitre optične module za omogočanje hitre izmenjave podatkov. Posledično je uvedba hitrih optičnih modulov bistvenega pomena za izboljšanje učinkovitosti medsebojnega povezovanja, zlasti ko podatkovni centri nadgrajujejo svoje arhitekture računalniške moči.

 

▲ Optični moduli, ki omogočajo hiter prenos podatkov v podatkovnih centrih

2. Prelomnica za tekoče hlajenje

Tekočinsko hlajenje je pripravljeno, da postane naslednji kritični element v infrastrukturi umetne inteligence, vzporedno z razvojem optičnih modulov. Ker elektronski izdelki še naprej napredujejo, postaja potreba po učinkovitih hladilnih sistemih nesporna. Tako kot je pot optičnih modulov prešla iz razkošja v nujnost, temu sledi tudi tehnologija tekočinskega hlajenja.

 

V preteklosti so se hladilne rešitve razvile iz pasivnih metod, kot so naravno hlajenje zraka in toplotni odvodi, do naprednejših tehnologij, vključno s klimatsko napravo in končno hlajenjem s tekočino. Ta prehod odraža širši trend v sektorju elektronike, kjer je toplotno upravljanje najpomembnejše za zagotavljanje optimalne učinkovitosti in dolgoživosti komponent.

 

3. Zakaj je tekoče hlajenje zdaj nujno

čips

Vpliv okoljske temperature na polprevodniške čipe je kritičen. Povišane temperature lahko znatno poslabšajo delovanje in življenjsko dobo elektronskih komponent. Okolja z visoko temperaturo povzročijo toplotno raztezanje materialov, kot so kondenzatorji in upori, kar lahko povzroči mehanske okvare in ovira normalno delovanje. Po poročilih ANJIE lahko tradicionalno zračno hlajenje upravlja le odvajanje toplote do 800 W, kar je prag, ki ga presega več izdelkov NVIDIA.

 

Podatkovni centri

Zračno hlajeni podatkovni centri običajno podpirajo gostoto 8-10 kW na omarico. Ker pa naj bi računalniška moč gruče AI do leta 2025 dosegla 20-50 kW na omarico, postanejo omejitve zračnega hlajenja zelo očitne. Naraščajoča gostota moči zahteva učinkovitejše metode hlajenja, zaradi česar je tekoče hlajenje najboljša alternativa.

 

▲ Podatkovni center z visoko gostoto AI, ki uporablja tehnologije tekočinskega hlajenja

 

 

II. Politike tekočega hlajenja Vbrizgajte "poživilo" na trg

 

PUE (Power Usage Effectiveness) služi kot ključna metrika za ocenjevanje energetske učinkovitosti podatkovnih centrov. Nižji PUE označuje okolju prijaznejši in učinkovitejši podatkovni center, saj odraža razmerje med skupno energijo, ki jo porabi objekt, in tisto, ki jo porabijo samo obremenitve IT. V tipičnih podatkovnih centrih IT oprema predstavlja približno 50 % porabe energije, medtem ko hladilni sistemi prispevajo približno 35 %.

 

Tehnologije tekočega hlajenja običajno kažejo znatno nižje vrednosti PUE v primerjavi s tradicionalnim zračnim hlajenjem. Na primer, medtem ko tradicionalno zračno hlajenje ohranja PUE okoli 1,3, lahko metode hlajenja s tekočino to znižajo na med 1,05 in 1,2, odvisno od specifične uporabljene tehnologije.

 

▲ PUE primerjava med tehnologijama zračnega hlajenja in hlajenja s tekočino

 

 

III. Vertivova strateška rast s tekočim hlajenjem

 

Vertiv je s prevzemom CoolTera naredil pomemben napredek pri izboljšanju zmogljivosti tekočega hlajenja. To podjetje s sedežem v Združenem kraljestvu je specializirano za infrastrukturo za tekoče hlajenje in že več let sodeluje z Vertivom pri številnih projektih podatkovnih centrov in superračunalnikov. Pričakuje se, da bo ta nakup okrepil Vertivov položaj na trgu upravljanja toplote in mu omogočil ponuditi robustnejše rešitve, prilagojene razvijajočim se potrebam podatkovnih centrov.

 

 

IV. Ključna vrednostna veriga tekočinskega hlajenja

1. Razumevanje tekočega hlajenja

Tekočinsko hlajenje se nanaša na metode, ki se uporabljajo za vzdrževanje optimalnih delovnih temperatur za računalniške sisteme. Z izkoriščanjem visoke specifične toplotne kapacitete tekočin ta tehnologija učinkovito prenaša toploto, ki jo ustvarijo notranje komponente, v zunanje okolje. Tekočinske hladilne sisteme lahko razvrstimo v neposredne in posredne hladilne tehnike. Posredno hlajenje, kot so sistemi s hladnimi ploščami, zagotavlja, da hladilna tekočina ne pride neposredno v stik z ogrevanimi komponentami, medtem ko metode neposrednega hlajenja vključujejo potopno hlajenje, kjer hladilni medij neposredno komunicira z ogrevanimi komponentami.

 

2. Ekosistem industrije hlajenja s tekočinami: sistemi s hladno ploščo

Industrijo tekočega hlajenja sestavljajo različne komponente in sistemi, vključno z:

• Enote RCM (dovod in povratek hladilnega sredstva):Te enote upravljajo distribucijo in zbiranje hladilnega sredstva v omarah za hlajenje s tekočino.
• Hladilne distribucijske enote (CDU):CDU-ji olajšajo ločevanje hladilnih sredstev, ki vstopajo v komponente hladne plošče, od hladilne vode na strani vira hladu.
• LCM (Moduli za kroženje tekočine):Ti moduli upravljajo transport in vračanje hladilnih sredstev po celotnem hladilnem sistemu.

 

Uporabljena hladilna sredstva se lahko razlikujejo, z možnostmi, vključno z deionizirano vodo in raztopinami na osnovi glikola, ki obe prispevata k učinkovitemu prenosu toplote.

 

▲ Pregled ekosistema tekočega hlajenja v podatkovnih centrih

 

 

V. Identifikacija upravičenih podjetij v dobavni verigi tekočinskega hlajenja

1. Upravičene družbe: notranje komponente strežnika

Dobavno verigo za tekoče hlajenje lahko razdelimo v tri glavne kategorije: notranje komponente strežnika, konstrukcija za tekoče hlajenje in ponudniki infrastrukture za tekoče hlajenje. Notranje komponente vključujejo sisteme hladnih plošč in hitre odklope, ki so ključni za izboljšanje zmogljivosti zmogljivih čipov AI. Podjetja, kot sta Huawei in NVIDIA, so ključni akterji v tem sektorju.

 

2. Konstrukcija s tekočinskim hlajenjem

Konstrukcija tekočega hlajenja zajema ponudnike rešitev v celotni verigi in proizvajalce strežnikov. Ponudniki celotne verige, kot je Vertiv, zagotavljajo celovite rešitve, vendar morda ne dobavljajo strežnikov neposredno, zaradi česar je potrebno sodelovanje s proizvajalci čipov.

 

3. IDC Gradbeništvo

Proizvajalci IDC so odgovorni za gradnjo podatkovnih centrov in razvoj rešitev za tekoče hlajenje, prilagojenih potrebam strank. Ti proizvajalci bodo vedno bolj vključevali tehnologije tekočinskega hlajenja v svoje zasnove, da bi optimizirali zmogljivost.

 

4. Ponudniki infrastrukture

Ponudniki infrastrukture ponujajo posebne komponente za tekoče hlajenje, kot so CDU in LCM. Ker povpraševanje po teh tehnologijah narašča, se pričakuje, da se bosta tako obseg kot cene teh izdelkov povečala, kar odraža vse večji pomen tekočinskega hlajenja pri načrtovanju podatkovnih centrov.

 

 

Zaključek

 

Prehod z zračnega hlajenja na tekočinsko hlajenje v infrastrukturah umetne inteligence ni le trend, temveč bistvena evolucija, ki jo poganjajo naraščajoče računalniške zahteve. S širjenjem velikih modelov in potrebo po učinkovitem toplotnem upravljanju bodo tehnologije tekočega hlajenja igrale ključno vlogo v prihodnosti podatkovnih centrov. Ker podjetja, kot je Vertiv, povečujejo svoje zmogljivosti s strateškimi prevzemi in partnerstvi, je trg tekočega hlajenja pripravljen na znatno rast. Ta prehod bo na koncu prispeval k bolj učinkovitim, trajnostnim in visoko zmogljivim računalniškim okoljem.