I. A folyadékhűtés az „Opcionális” helyett „Alapvető” értékre váltott

 

1. A számítási teljesítmény és az optikai modulok iránti kereslet megugrása

A mesterséges intelligencia (AI) gyorsan fejlődő területén a számítási teljesítmény iránti igény soha nem látott magasságokat ért el. Az olyan nagy modellek megjelenése, mint amilyeneket az OpenAI ChatGPT-jében használnak, jelentős hiányt teremtett a szükséges számítási teljesítményben. Az OpenAI jelentése szerint a modell számítási teljesítményének növekedési üteme megdöbbentően tízszeresére haladja meg az AI-hardver fejlődését. Ahogy a nagy modellek több billió paraméterre bővülnek, az AI-oktatóchipek teljesítményének javítása kritikussá vált, ami a gyorsabb adatátvitel iránti elvárásokat támasztja.

 

A számítási méretek exponenciális növekedése az adatközpontokon belüli összekapcsolhatóságot központi kérdéssé tette. A mesterséges intelligencia képzésének előrehaladtával egyre nyilvánvalóbbak az egykártyás/szerver számítástechnikai korlátai. A chipek közötti összekapcsolhatóság prioritássá vált, ami hatékony és nagy sebességű optikai modulokat tesz szükségessé a gyors adatcsere megkönnyítése érdekében. Következésképpen a nagy sebességű optikai modulok telepítése elengedhetetlen az összekapcsolhatóság hatékonyságának növeléséhez, különösen akkor, ha az adatközpontok frissítik számítási teljesítmény-architektúrájukat.

 

▲ Optikai modulok, amelyek megkönnyítik a nagy sebességű adatátvitelt az adatközpontokban

2. A folyadékhűtés fordulópontja

A folyadékhűtés várhatóan a mesterséges intelligencia infrastruktúra következő kritikus elemévé válik, párhuzamosan az optikai modulok fejlődésével. Ahogy az elektronikai termékek folyamatosan fejlődnek, a hatékony hűtőrendszerek szükségessége tagadhatatlanná válik. Ahogy az optikai modulok pályája a luxusból a szükségletté vált, a folyadékhűtés technológia is követi a példát.

 

Történelmileg a hűtési megoldások az olyan passzív módszerektől, mint a természetes léghűtés és hűtőbordák a fejlettebb technológiákig fejlődtek, beleértve a légkondicionálást és végül a folyadékhűtést. Ez az átmenet az elektronikai szektor egy szélesebb tendenciáját tükrözi, ahol a hőkezelés a legfontosabb az alkatrészek optimális teljesítményének és hosszú élettartamának biztosításához.

 

3. Miért elengedhetetlen a folyadékhűtés?

Chips

A környezeti hőmérséklet hatása a félvezető chipekre kritikus. A megnövekedett hőmérséklet jelentősen ronthatja az elektronikus alkatrészek teljesítményét és élettartamát. A magas hőmérsékletű környezet hőtáguláshoz vezet az olyan anyagokban, mint a kondenzátorok és ellenállások, ami mechanikai meghibásodásokat okozhat, és akadályozza a normál működést. Az ANJIE jelentései szerint a hagyományos léghűtés csak 800 W-ig képes kezelni a hőleadást, ezt a küszöböt több NVIDIA termék is túllépi.

 

Adatközpontok

A léghűtéses adatközpontok általában szekrényenként 8-10 kW-os sűrűséget támogatnak. Mivel azonban az MI-fürt számítási teljesítménye az előrejelzések szerint 2025-re eléri a szekrényenkénti 20-50 kW-ot, a léghűtés korlátai nyilvánvalóvá válnak. A növekvő teljesítménysűrűség hatékonyabb hűtési módszereket követel meg, a folyadékhűtést pozícionálva a legjobb alternatívaként.

 

▲ Folyadékhűtési technológiát alkalmazó, nagy sűrűségű mesterséges intelligencia adatközpont

 

 

II. Folyékony hűtési irányelvek Fecskendezzen be "stimulánst" a piacra

 

A PUE (Power Usage Effectiveness) kulcsfontosságú mérőszámként szolgál az adatközpontok energiahatékonyságának értékeléséhez. Az alacsonyabb PUE zöldebb, hatékonyabb adatközpontot jelez, mivel tükrözi a létesítmény által fogyasztott teljes energia és a kizárólag informatikai terhelések által fogyasztott energia arányát. A tipikus adatközpontokban az informatikai berendezések az energiafogyasztás mintegy 50%-át, míg a hűtőrendszerek mintegy 35%-át teszik ki.

 

A folyadékhűtési technológiák általában lényegesen alacsonyabb PUE-értékeket mutatnak, mint a hagyományos léghűtés. Míg például a hagyományos léghűtés 1,3 körüli PUE értéket tart fenn, a folyadékhűtési módszerekkel ez 1,05 és 1,2 közé csökkenhet, az alkalmazott technológiától függően.

 

▲ PUE-összehasonlítás a léghűtés és a folyadékhűtés technológiák között

 

 

III. A Vertiv stratégiai növekedése folyadékhűtés révén

 

A Vertiv a CoolTera felvásárlásával jelentős lépéseket tett folyadékhűtési képességeinek fejlesztésében. Ez az egyesült királyságbeli székhelyű vállalat folyadékhűtési infrastruktúrára specializálódott, és több éve együttműködik a Vertiv-vel több adatközponti és szuperszámítógépes projektben. Ez a felvásárlás várhatóan megerősíti a Vertiv pozícióját a hőkezelési piacon, lehetővé téve számára, hogy robusztusabb megoldásokat kínáljon az adatközpontok változó igényeihez.

 

 

IV. A folyadékhűtés alapvető értéklánca

1. A folyadékhűtés megértése

A folyadékhűtés a számítógépes rendszerek optimális működési hőmérsékletének fenntartására használt módszerekre vonatkozik. A folyadékok nagy fajlagos hőkapacitásának kihasználásával ez a technológia hatékonyan továbbítja a belső alkatrészek által termelt hőt a külső környezetbe. A folyadékhűtési rendszerek közvetlen és közvetett hűtési technikákra oszthatók. A közvetett hűtés, mint például a hideglemezes rendszerek, biztosítja, hogy a hűtőfolyadék ne érintkezzen közvetlenül a fűtött alkatrészekkel, míg a közvetlen hűtési módszerek közé tartozik a merülő hűtés, ahol a hűtőközeg közvetlenül kölcsönhatásba lép a felmelegített alkatrészekkel.

 

2. Folyadékhűtő ipari ökoszisztéma: Cold Plate Systems

A folyadékhűtő ipar különféle alkatrészekből és rendszerekből áll, többek között:

• RCM (hűtőközeg-ellátó és visszatérő) egységek:Ezek az egységek kezelik a hűtőközeg elosztását és összegyűjtését a folyadékhűtő szekrényekben.
• Hűtőelosztó egységek (CDU):A CDU-k megkönnyítik a hideglemez alkatrészekbe belépő hűtőközegek leválasztását a hűtővíztől a hidegforrás oldalon.
• LCM-ek (folyadék keringető modulok):Ezek a modulok irányítják a hűtőközeg szállítását és visszavezetését a hűtőrendszerben.

 

A felhasznált hűtőközegek változatosak lehetnek, beleértve az ionmentesített vizet és a glikol alapú oldatokat, amelyek mindkettő hozzájárul a hatékony hőátadáshoz.

 

▲ Az adatközpontok folyadékhűtési ökoszisztémájának áttekintése

 

 

V. A kedvezményezett vállalatok azonosítása a folyadékhűtés ellátási láncában

1. Kedvezményezett vállalatok: Szerver belső összetevői

A folyadékhűtés ellátási lánca három fő kategóriába sorolható: belső szerveralkatrészek, folyadékhűtés-konstrukció és folyadékhűtési infrastruktúra szolgáltatók. A belső alkatrészek közé tartoznak a hideglemezes rendszerek és a gyors lekapcsolók, amelyek létfontosságúak a nagy teljesítményű AI chipek teljesítményének javításához. Az olyan cégek, mint a Huawei és az NVIDIA kulcsszereplők ebben a szektorban.

 

2. Folyadékhűtés konstrukció

A folyadékhűtéses konstrukció a teljes láncú megoldásszállítókat és a szervergyártókat foglalja magában. A teljes láncú szolgáltatók, mint például a Vertiv, átfogó megoldásokat kínálnak, de előfordulhat, hogy nem szállítanak közvetlenül szervereket, ezért együttműködésre van szükség a chipgyártókkal.

 

3. IDC építés

Az IDC gyártói felelősek az adatközpontok építéséért és az ügyfelek igényeire szabott folyadékhűtési megoldások fejlesztéséért. Ezek a gyártók a teljesítmény optimalizálása érdekében egyre inkább beépítik a folyadékhűtési technológiákat a tervezésükbe.

 

4. Infrastruktúra-szolgáltatók

Az infrastruktúra-szolgáltatók speciális folyadékhűtési komponenseket, például CDU-kat és LCM-eket kínálnak. Amint az e technológiák iránti kereslet növekszik, várhatóan e termékek mennyisége és ára is növekedni fog, ami tükrözi a folyadékhűtés növekvő fontosságát az adatközpontok tervezésében.

 

 

Következtetés

 

A mesterséges intelligencia-infrastruktúrákban a léghűtésről a folyadékhűtésre való áttérés nem csupán egy trend, hanem a növekvő számítástechnikai igények által vezérelt alapvető fejlődés. A nagy modellek terjedésével és a hatékony hőkezelés szükségességével a folyadékhűtési technológiák kulcsszerepet játszanak az adatközpontok jövőjében. Amint a Vertivhez hasonló vállalatok stratégiai felvásárlások és partnerségek révén bővítik képességeiket, a folyadékhűtés piaca jelentős növekedésre készül. Ez az átállás végső soron hatékonyabb, fenntarthatóbb és nagyobb teljesítményű számítástechnikai környezetekhez fog hozzájárulni.