NVIDIA spodbuja uporabo tekočega hlajenja na več kot 20 % do leta 2025

 

Stopnja prodora rešitev za tekoče hlajenje naj bi se občutno povečala in poskočila s približno 10 % leta 2024 na več kot 20 % do leta 2025. Glede na zadnjo raziskavo TrendForce naj bi bila platforma NVIDIA Blackwell poslana v četrtem četrtletju, kar bo povečalo sprejetje rešitev za tekoče hlajenje. Vse večja globalna ozaveščenost o ESG, skupaj s CSP-ji, ki pospešujejo uvajanje strežnikov AI, omogoča prehod z zračnega hlajenja na tekočinsko.

 

 

Na svetovnem trgu strežnikov z umetno inteligenco NVIDIA letos ostaja prevladujoč dobavitelj. V segmentu strežnikov GPU AI ima NVIDIA izjemno vodstvo s tržnim deležem, ki se približuje 90 %, medtem ko AMD zaostaja pri približno 8 %. TrendForce ugotavlja, da čeprav so pošiljke NVIDIA Blackwell trenutno majhne zaradi tekočega testiranja dobavne verige, visoka poraba energije nove platforme - zlasti rešitev GB200, nameščena v stojalo - zahteva izboljšano učinkovitost hlajenja, kar verjetno povečuje sprejetje tekočega hlajenja. Vendar nizko razmerje tekočinskega hlajenja obstoječega strežniškega ekosistema predstavlja izziv, saj morajo ODM-ji krmariti po krivulji učenja za učinkovito reševanje težav z uhajanjem in učinkovitostjo hlajenja. TrendForce predvideva, da bo do leta 2025 več kot 80 % grafičnih procesorjev na platformi Blackwell vrhunskih, kar bo podjetja za oskrbo z električno energijo in hlajenje spodbudilo k tekmovanju na trgu tekočega hlajenja z umetno inteligenco, kar bo povzročilo novo dinamiko industrije.

 

 

I Google agresivno širi rešitve za tekoče hlajenje

 

V zadnjih letih so večja ameriška podjetja v oblaku, kot so Google, AWS in Microsoft, hitro zgradila strežnike AI, ki jih poganjajo predvsem grafični procesorji NVIDIA in lastniški ASIC. TrendForce poroča, da ima ohišje NVIDIA GB200 NVL72 toplotno projektirano moč (TDP) približno 140 kW, zaradi česar je potrebna rešitev za hlajenje s tekočino, pretežno tekočina-zrak (L2A). Druge arhitekture, kot sta strežnika HGX in MGX Blackwell, zaradi manjše gostote uporabljajo predvsem zračno hlajenje.

 

Za podjetja v oblaku, ki razvijajo svoje AI ASIC, je Googlov TPU sprejel rešitve za zračno in tekočinsko hlajenje, zaradi česar je vodilni na področju tekočinskega hlajenja med podjetji v ZDA. BOYD in Cooler Master sta ključna dobavitelja hladnih plošč. Kitajska Alibaba je najbolj agresivna pri širitvi tekočinsko hlajenih podatkovnih centrov, medtem ko druga podjetja v oblaku še naprej dajejo prednost zračnemu hlajenju za svoje AI ASIC.

 

TrendForce navaja, da bodo podjetja v oblaku določila dobavitelje ključnih komponent za rešitev tekočega hlajenja omarice GB200. Primarni dobavitelji za hladilne plošče vključujejo Qihong in Cooler Master, medtem ko zbiralnike prihajajo od Cooler Master in Shuanghong, enote za distribucijo hladilne tekočine (CDU) pa dobavljata Vertiv in Delta. Pri nabavi ključnih komponent, ki ne puščajo, kot so hitri odklopi (QD), še vedno prevladujejo tuji proizvajalci, kot so CPC, Parker Hannifin, Danfoss in Staubli.

 

▲ Dobavitelji ključnih komponent strežnika AI za rešitve tekočega hlajenja

 

 

II Kako odpraviti pregrevanje čipa AI? Raziščite 3 metode hlajenja strežnika

 

Preden se poglobimo v konkurenco pri hlajenju, je bistveno razumeti metode primarnega hlajenja, ki jih lahko razvrstimo v tri vrste: zračno hlajenje, hlajenje s tekočino in hlajenje s potopom.

 

1. Zračno hlajenje: še vedno veliko povpraševanje

Zračno hlajenje je najpogosteje uporabljena metoda hlajenja v podatkovnih centrih in prostorih za poslovne strežnike, podobno kot zagotavljanje hladnega zraka strežnikom prek ventilatorjev, hladilnih odvodov in toplotnih cevi. Za doseganje optimalne učinkovitosti hlajenja je potrebna napredna tehnologija zračnega hlajenja, kot so parne komore (3D VC) v kombinaciji s toplotnimi cevmi in številnimi ventilatorji. Medtem ko povečan pretok zraka in hitrost povečata konvekcijo toplote, lahko pretiran hrup in vibracije negativno vplivajo na okolje strežnika. Po besedah ​​Wu Junyinga, namestnika generalnega direktorja, ima zračno hlajenje še vedno veliko povpraševanje na trgu, saj je čipe H100 mogoče ustrezno hladiti z zrakom. Vendar pa se bo s pošiljko čipov serije GB hitrost sprejemanja tekočinskega hlajenja pospešila.

 

2. Tekočinsko hlajenje: glavni trg, ki ga zasledujejo vsi prodajalci

Tekočinsko hlajenje, znano tudi kot neposredno tekočinsko hlajenje (DLC), lahko nadalje razdelimo na tekočina-zrak in tekočina-tekočina.

Tekočina-zrak: Ta metoda uporablja cevi za vodno hlajenje za odvajanje toplote iz čipov, pri čemer se segreta voda pošlje k ​​ventilatorjem na zadnji strani ohišja, da razpršijo toploto. Hlajenje tekočina-zrak je odgovor na fizične omejitve zračnega hlajenja v obstoječih podatkovnih centrih, saj zahteva minimalno spremembo infrastrukture strežniške sobe – samo dodajanje zadnjih vrat ventilatorja lahko izboljša hlajenje. Trenutno približno 60-70 % podatkovnih centrov še vedno uporablja ta način hlajenja. Čeprav je tekočina-zrak izvedljiva rešitev, ni optimalna; dodana ventilatorska stena lahko zviša raven hrupa na 90-100 decibelov (enakovredno prometni ulici pri približno 80 decibelih), kar osebju oteži daljše delo v sobi.

 

Liquid-to-Liquid: Ta metoda vključuje zapiranje zaprtih cevovodov, napolnjenih s hladilno tekočino, okoli komponent strežnika, ki proizvajajo toploto. Toplota se preko termičnih bakrenih plošč prenaša na hladilno tekočino, kar omogoča cikel izmenjave vroče in hladne tekočine. Za razliko od tekočine v zrak ta metoda ne zahteva ventilatorskih sten za strežniškimi omarami, kar znatno izboljša izkoristek prostora in zmanjša raven hrupa. Vrhunski NVIDIA GB200 NB072 uporablja hlajenje tekočina-tekočina.

 

3. Potopno hlajenje: sveti gral hlajenja prihodnosti?

Potopno hlajenje vključuje potopitev celotnih strežnikov v neprevodno tekočino, podobno vroči kopeli, pri čemer se učinkovito hladijo ne le čipi, ampak tudi CPE, pomnilnik in druge elektronske komponente znotraj strežnikov. Vendar vprašanja, kot so okoljska vprašanja, povezana s potopnimi tekočinami, dolgoročni učinki na elektronske komponente in tekoče vzdrževanje, predstavljajo velike izzive. Podatkovni centri, ki razmišljajo o potopnih rešitvah, morajo oceniti tudi strukturno celovitost tal stavbe in osnovne infrastrukture za električne in vodne sisteme. Izvedba potopnega hlajenja zahteva obsežno prenovo objekta, kar povzroči znatne stroške.