A folyadékhűtéses mesterséges intelligencia-kiszolgálók szűk keresztmetszetekkel szembesülnek

 

 

 

A Blackwell chipek szállításának növekedésével az ügyfelek hajlandósága a folyadékhűtés alkalmazására is megnő.

Iparági bennfentesek arról számoltak be, hogy a folyadékhűtési megoldásokhoz szükséges univerzális gyorscsatlakozó eszközök (UQD) kínálata szűkül, ami az AI-szerverek folyadékhűtésének növekedésének fő szűk keresztmetszetévé válhat.

 

A szerver ODM gyártói azt jelzik, hogy az Nvidia Blackwell AI chipjeit, köztük a B100-at és a B200-at idén kezdik szállítani, míg a GB200-as megoldás csak 2024 végén vagy 2025-ben kerül tömeggyártásba. A B100 és B200 vásárlóinak többsége továbbra is léghűtéses kialakítást használ. , de az ODM-gyártók a folyadékhűtés penetrációjának folyamatos növekedéséről számolnak be, és arra számítanak, hogy a Blackwell chip-szállítmányok növekedésével az ügyfelek folyékony hűtési hajlandósága is növekedni fog.

 

▲ Folyadékhűtéses AI-szerverek

 

 

I Kapacitás bővítése a folyadékhűtés iránti növekvő igény kielégítésére

 

Az érintett vállalatok bővítik a termelést, hogy üdvözöljék a folyadékhűtés új korszakát. A hőmodulokat gyártó Amlogic azt tervezi, hogy a vízhűtő lemezek havi gyártási kapacitását 30,000-ról 300,000 egységre kívánja növelni.

 

Az Auras új gyárat hozott létre Thaiföldön, hogy megfeleljen az ügyfelek geopolitikai aggályainak és igényeinek. Ez a gyár várhatóan a harmadik negyedévben kezdi meg a tömegtermelést. A hűtőlemezek helyi gyártási kapacitásának bővítése mellett az Auras hűtőelosztó egységek (CDU) és hűtőfolyadék-elosztó elosztók (CDM) helyi gyártását is tervezi, a tervezett havi kapacitás körülbelül 2,000-3,{{2 }} készletek.

 

A hőmodulokat gyártó AVC a közelmúltbeli bevételi felhívásában kijelentette, hogy a hűtőlemez-modul havi gyártási kapacitása Kínában és Vietnamban körülbelül 115,{1}} egység, ami havi 420,000 egységnyi teljesítményt jelent. hűtőlemezekkel számítva.

 

Az AVC azt tervezi, hogy az év végéig 50%-kal bővíti kapacitását. Az AVC azt is tervezi, hogy a CDU-k havi gyártási kapacitását 1,000 egységre, a CDM-ek esetében pedig 30,000 készletre növeli. Az AVC kiemelte, hogy ez a tervezett kapacitás rugalmasan módosítható a vevői rendelési igények alapján.

 

A Thermo Technology Company Goli Thermal Processing bővíti kapacitását a tajvani Zhongli üzemben a folyadékhűtés iránti megnövekedett fogyasztói igény miatt. A harmadik negyedév végére a CDM-ek havi kapacitása várhatóan 1,000 egységről 2,000 egységre, az év végére pedig 4,{{5} } egység, az éves CDU-termelés várhatóan szintén eléri a 2,000 egységet az év végére.

 

Ezek a gyártók nagy elvárásokat támasztanak a folyadékhűtési igényekkel szemben, elsősorban a számítási hatékonyság és az adatközponti PUE-szabványok miatt Kínában és az EU-ban, de a legjelentősebb tényező az, hogy az Nvidia feloldja a chipgyártók hőtechnikai specifikációira vonatkozó önkorlátozásokat.

 

 

II A folyadékhűtés gyors növekedése UQD-hiányhoz vezet

 

Mivel az ipar lelkesen várja a folyadékhűtés korszakának beköszöntét, az UQD a növekedés legnagyobb szűk keresztmetszetévé vált. A hőmodul-gyártók rámutattak, hogy az utóbbi időben szűkössé vált az UQD-k kínálata. Bár a folyadékhűtés jelenlegi piaci részesedése csak egyszámjegyű, ha a jövőben kétszámjegyűre emelkedik, az UQD-k beszerzése nehézkessé válhat.

 

Az UQD beszállítói elsősorban Európából és az Egyesült Államokból származnak, mint például a nagy amerikai cégek, a Parker Hannifin és a CPC, a svájci Staubli International, a dán Danfoss és a svéd Cejn. A tajvani csatlakozóelem-óriás, a Lotes szintén aktívan belép a piacra, és megkezdte a mintaszállításokat.

 

Az Anbo Technology elnöke, Liang Zhijian rámutatott, hogy mivel a folyadékhűtés elsődleges célja a szivárgás elkerülése, és az UQD-k a szivárgásra leginkább hajlamosak, az UQD-ellátás a legkorlátozottabb a folyadékhűtő alkatrészek között. Ez nem csak technikai kérdés; az érintett gyártók szabadalmi oltalmakkal is rendelkeznek, és az Anbo Technology kutatja, hogyan lehet áttörni ezeket a szabadalmi korlátokat.

 

Az iparági bennfentesek megjegyezték, hogy bár az UQD-gyártók szabadalmi oltalom alatt állnak, többszörös érvényesítésen is át kell esniük, beleértve az OCP-tanúsítványt és az ügyfélérvényesítést is, amelyek idő- és munkaigényesek. Ráadásul a meglévő európai és amerikai gyártók nem szándékoznak kapacitásbővíteni, ami a folyadékhűtés gyors fejlődésének egyik fő szűk keresztmetszete lesz.

 

A Supermicro az egyik leggyorsabban növekvő folyadékhűtő-gyártó. Liang Jianhou alapító és vezérigazgató rámutatott, hogy az elmúlt 30 évben a folyadékhűtés a szerverpiacnak csak 1%-át tette ki, de becslései szerint 2025-re a penetráció 30%-ra fog ugrani.

 

 

III Folyadékhűtés, mint lehetséges megoldás; Az AI boom nyomást gyakorol a rácsra

 

A generatív mesterséges intelligencia gyors fejlődése az adatközpontok példátlan terjeszkedését hajtotta végre, ami aggodalmat kelt az elektromos hálózatra gyakorolt ​​hatásuk miatt. Ezek az energiaigényes létesítmények áramkimaradásokhoz és az energiaköltségek növekedéséhez vezethetnek. Az Electric Power Research Institute becslései szerint 2030-ra az adatközpontok az Egyesült Államok villamosenergia-fogyasztásának 9%-át fogyaszthatják, ami megduplázza a jelenlegi értéket. Egy nagy adatközpont áramfogyasztása háztartások százezreinek felel meg.

 

Különösen aggasztó a mesterséges intelligencia növekvő energiaigénye. A korai mesterséges intelligencia modellek tízszer annyi energiát fogyasztottak, mint egy Google-keresés, míg az újabb chipek még több energiát igényelnek. Szakértők arra figyelmeztetnek, hogy a mesterséges intelligencia jövőbeni fejlődését korlátozhatja, hogy elegendő energiát tudunk előállítani.

 

Egyes országok komoly kihívásokkal néznek szembe. Például 2026-ra Írország elektromos áramának 30%-át adatközpontokra fordíthatják. Az Egyesült Államokban az adatközpontok villamosenergia-fogyasztása 15 államban összpontosul, Texasban és Virginiában a legmagasabb. Kalifornia kritikus helyzetben van, az új adatközpontok várhatóan meghaladják az atomerőművek villamosenergia-igényét.

 

 

IV Adatközpontok: Hatalmas energiafogyasztás és a folyadékhűtés térnyerése

 

A mesterséges intelligencia számításigénye megemeli a szerverek hőmérsékletét és a szén-dioxid-kibocsátást, ami jelentősen megnöveli a hűtőrendszerek iránti keresletet. A hűtőrendszerek adják az adatközpontok teljes energiafogyasztásának 40%-át, így maguk a szerverek után a második legnagyobb energiafogyasztási forrást jelentik. A globális szerverhűtési piac az előrejelzések szerint a 2024-es 20 milliárd dollárról 2027-re 90 milliárd dollárra fog növekedni. Az adatközpontokban használt folyadékhűtési rendszerek piaca várhatóan 1%-ról 22%-ra nő, a piaci érték pedig 317 millió dollárról 22%-ra nő. 7,8 milliárd dollár a következő három évben.

 

Egyre népszerűbbek azok a folyadékhűtési megoldások, amelyek vizet vagy hűtőfolyadékot használnak a szerverek hűtésére. Az új technológiák közé tartozik a merülőhűtés (a teljes szerverállványok nem vezető folyadékokba merítése) és a közvetlen folyadékhűtés (víz keringtetése a szerverek körül). Bár jelenleg drágább, mint a léghűtéses rendszerek, a folyadékhűtés 10%-kal vagy többel is csökkentheti az adatközpontok energiafogyasztását.

 

A Global Market Insights kutatócég előrejelzése szerint az adatközpontok globális folyadékhűtési piaca a 2022-es 2,1 milliárd dollárról 2032-re 12,2 milliárd dollárra nő. Az Uptime Institute felmérése szerint az adatközpontok vezetőinek 16%-a úgy véli, hogy a folyadékhűtés lesz az elsődleges hűtés. módszer 1-3 éven belül, míg 41%-uk szerint 4-6 évre lesz szükség. Ezért rövid távon nagyobb valószínűséggel jelennek meg a hibrid hűtési módszerek.

 

Az Upsite Technologies, az adatközpontok léghűtési rendszereinek menedzselésében vezető cég megjegyezte, hogy bár a technológia folyamatosan fejlődik, a 100%-os folyadékhűtéses adatközpontok megvalósítása rövid távon nem valószínű, mivel a folyadékhűtő berendezések továbbra is léghűtést igényelnek a hőelvezetéshez. . Bár a folyékony hűtés hatékonyabb, nagy léptékű megvalósítása kihívást jelent, és jelentős előzetes beruházást igényel. A léghűtés olcsóbb, de kevésbé hatékony is. Így a hibrid hűtőberendezések egyre népszerűbbek a folyadék- és léghűtés előnyeinek maximalizálása érdekében.

 

 

V Az adatközpontok energiaválsága sürgős cselekvést igényel

 

Környezeti hatásuk miatt az adatközpontok egyre nagyobb ellenőrzést kapnak. A kormányok világszerte szabályozásokat vezetnek be energiafogyasztásuk és szénlábnyomuk szabályozására. A kínai „Zöld Adatközpont” irányelvei és hasonló kezdeményezései Németországban, Szingapúrban és Japánban ezt a tendenciát példázzák. Az olyan iparági szakértők, mint a Schneider Electric, hangsúlyozzák, hogy átfogó környezeti mérőszámokra van szükség az adatközpontok fenntarthatóságának felméréséhez, beleértve az energiafelhasználáson túlmutató tényezőket is, mint például a vízkészletek és a hulladéktermelés.

 

Az Egyesült Államok kormánya nyomást gyakorol a nagy technológiai vállalatokra, hogy fektessenek be a tiszta energiába, és ismerjék fel a mesterséges intelligencia növekvő energiaigényének a környezetre gyakorolt ​​jelentős hatását.

 

 

VI Megfelelő áramforrások keresése: Adatközpont és energia kihívások

 

Az adatközpontoknak diverzifikált energiamixre van szükségük a megbízhatóság és a fenntarthatóság egyensúlyához, miközben kielégítik a növekvő igényeket. A megújuló energiaforrások, mint a nap- és szélenergia vonzóak alacsony szén-dioxid-kibocsátásuk miatt. Az időjárási viszonyoktól való függésük azonban instabil kimenethez vezethet, így nem alkalmasak adatközpontok egyetlen áramforrására. A redundáns létesítmények építése ennek az ellentmondásnak a kompenzálására szükséges lehet, de költséges.

 

Az atomenergia potenciális megoldásként jelent meg. A hagyományos atomerőművek megbízható alapterhelésű energiát biztosítanak, és az adatközpontok működéséhez nélkülözhetetlen stabil áramot állítanak elő. Ezenkívül a globális atomenergia-piac a következő évtizedben várhatóan folyamatos növekedést fog elérni.

 

A nukleáris ágazat innovációi ígéretesebb lehetőségeket kínálnak. A kis moduláris reaktorokat (SMR) a hagyományos atomerőművek kisebb, biztonságosabb és jobban méretezhető alternatíváiként fejlesztik. Bár még mindig kutatási és fejlesztési szakaszban vannak, az SMR-ekben megvan a lehetőség arra, hogy közvetlenül az adatközpontokban telepítsék őket, és ezáltal tiszta energiát biztosítanak.

 

▲ Folyadékhűtés globális piaca (US$ b)

 

 

Az SMR-ek széles körű elterjedése azonban jelentős akadályokba ütközik. A szabályozási és gyártási kihívások több évvel késleltethetik kereskedelmi bevezetésüket. Az Egyesült Államok kormánya aktívan keresi a megoldásokat, beleértve a technológiai óriásokkal való együttműködést a költségek csökkentése és a folyamatok egyszerűsítése érdekében.

 

Az adatközpontok energiaigényének csökkentésének másik módja a mesterséges intelligencia munkaterhelésének optimalizálása. Azáltal, hogy egyes AI-feladatokat a felhőből helyi eszközökre helyezünk át kisebb, kevésbé erőforrás-igényes mesterségesintelligencia-modellekkel, az általános energiafogyasztás csökkenthető.

 

Az adatközpontok jövőbeni fejlesztése sokoldalú megközelítést igényel. Alapvető fontosságú a diverzifikált energiaszerkezet elfogadása, beleértve az olyan megbízható energiaforrásokat, mint az atomenergia, miközben aktívan keressük a megújuló és innovatív megoldásokat, például az SMR-eket. Ezenkívül a mesterséges intelligencia munkaterhelésének optimalizálása a helyi eszközökön tovább elősegítheti az adatközpontok fenntarthatóságát.