Vedelikjahutusega AI-serverid seisavad silmitsi kitsaskohtadega

 

 

 

Blackwelli kiipide tarnete suurenemisega suureneb ka klientide valmisolek kasutada vedelikjahutust.

Tööstuse insaiderid teatavad, et vedelikjahutuslahenduste universaalsete kiirlahutusseadmete (UQD) pakkumine on muutumas kitsaks, mis võib saada suureks kitsaskohaks tehisintellektiserverite vedelikjahutuse kasvule.

 

Serveri ODM-i tootjad märgivad, et Nvidia Blackwell AI kiibid, sealhulgas B100 ja B200, hakkavad tarnima sel aastal, samas kui GB200 lahendus jõuab masstootmisse alles 2024. või 2025. aasta lõpus. Enamik B100 ja B200 kliente kasutab endiselt õhkjahutuskonstruktsioone. , kuid ODM-i tootjad teatavad vedelikjahutuse leviku jätkuvast suurenemisest, eeldades, et ka klientide valmisolek vedelikjahutuse kasutuselevõtuks tõuseb Blackwelli kiipide tarnete suurenemisega.

 

▲ Vedelikjahutusega AI-serverid

 

 

I Tootmisvõimsuse suurendamine, et rahuldada kasvavat nõudlust vedelikjahutuse järele

 

Asjaomased ettevõtted laiendavad tootmist, et tervitada uut vedelikjahutuse ajastut. Soojusmoodulite tootja Amlogic kavatseb suurendada igakuist vesijahutusplaatide tootmisvõimsust 30,000 300,000 ühikuni.

 

Auras on rajanud Taisse uue tehase, et lahendada klientide geopoliitilisi muresid ja nõudmisi. See tehas peaks alustama masstootmist kolmandas kvartalis. Lisaks kohaliku jahutusplaatide tootmisvõimsuse suurendamisele plaanib Auras toota kohapeal ka jahutusjaotusseadmeid (CDU) ja jahutusvedeliku jaotuskollektoreid (CDM) kavandatud kuuvõimsusega umbes 2,000-3,{{2 }} komplekti.

 

Soojusmoodulite tootja AVC teatas oma hiljutises sissetulekute küsitluses, et tema jahutusplaadi mooduli igakuine tootmisvõimsus Hiinas ja Vietnamis on umbes 115,000 ühikut, mis tähendab umbes 420,000 ühikut kuus. arvutatakse jahutusplaatide järgi.

 

AVC plaanib aasta lõpuks oma tootmisvõimsust 50% võrra suurendada. Samuti kavatseb AVC suurendada oma igakuist tootmisvõimsust CDU-de puhul 1,000 ühikuni ja CDM-ide tootmisvõimsust 30,000 komplektini. AVC rõhutas, et seda planeeritud võimsust saab paindlikult kohandada lähtuvalt klientide tellimuste nõudmistest.

 

Thermo Technology Company Goli Thermal Processing suurendab Taiwani Zhongli tehase tootmisvõimsust klientide suurenenud nõudluse tõttu vedelikjahutuse järele. Kolmanda kvartali lõpuks peaks CDM-ide igakuine võimsus tõusma 1,000 ühikult 2,000 ühikule ja aasta lõpuks 4,{{5} } ühikut, kusjuures aastane CDU toodang peaks samuti jõudma aasta lõpuks 2,000 ühikuni.

 

Nendel tootjatel on kõrged ootused vedelikjahutuse nõudlusele, peamiselt tänu arvutusliku tõhususe ja andmekeskuste PUE standarditele Hiinas ja EL-is, kuid kõige olulisem tegur on Nvidia, kes tühistab kiibitootjate jaoks isekehtestatud termiliste spetsifikatsioonide piirangud.

 

 

II Vedeliku jahutuse kiire kasv põhjustab UQD puudujääki

 

Kuna tööstus ootab innukalt vedelikjahutuse ajastu saabumist, on UQD-st saanud suurim majanduskasvu kitsaskoht. Soojusmoodulite tootjad on juhtinud tähelepanu sellele, et UQD-de pakkumine on viimasel ajal muutunud kitsaks. Kuigi praegune vedelikjahutuse turuosa on vaid ühekohaline, võib kui see tulevikus kahekohaliseks tõuseb, võib UQD-de hankimine muutuda keeruliseks.

 

UQD tarnijad tulevad peamiselt Euroopast ja Ameerika Ühendriikidest, näiteks Ameerika suurettevõtted Parker Hannifin ja CPC, Šveitsi Staubli International, Taani Danfoss ja Rootsi Cejn. Taiwani pistikukomponentide hiiglane Lotes siseneb samuti aktiivselt turule ja on alustanud näidistarnetega.

 

Anbo Technology esimees Liang Zhijian juhtis tähelepanu sellele, et kuna vedelikjahutuse eesmärk on peamiselt vältida lekkeid ja UQD-d on komponendid, mis võivad lekkida kõige sagedamini, on UQD-varustus vedelikjahutuskomponentide hulgas kõige piiratum. See ei ole ainult tehniline probleem; asjaomastel tootjatel on ka patendikaitse ning Anbo Technology uurib võimalusi nendest patenditõketest läbi murda.

 

Tööstuse insaiderid on märkinud, et kuigi UQD tootjatel on patendikaitse, peavad nad läbima ka mitu valideerimist, sealhulgas OCP-sertifikaati ja kliendi valideerimist, mis on aega- ja töömahukad. Veelgi enam, olemasolevatel Euroopa ja Ameerika tootjatel pole kavatsust võimsust laiendada, millest saab suur kitsaskoht vedelikjahutuse kiires arengus.

 

Supermicro on üks kiiremini kasvavaid vedelikjahutuse tootjaid. Asutaja ja tegevjuht Liang Jianhou tõi välja, et vedeljahutus on viimase 30 aasta jooksul moodustanud vaid 1% serveriturust, kuid tema hinnangul tõuseb 2025. aastaks levik 30%ni.

 

 

III Potentsiaalse lahendusena vedelikjahutus; AI buum avaldab võrgule survet

 

Generatiivse tehisintellekti kiire areng on põhjustanud andmekeskuste enneolematu laienemise, tekitades muret nende mõju pärast elektrivõrgule. Need energiamahukad rajatised võivad põhjustada elektrikatkestusi ja suurendada energiakulusid. Elektrienergia uurimisinstituudi hinnangul võiksid andmekeskused 2030. aastaks tarbida 9% USA elektrienergiast, mis kahekordistab praeguse näitaja. Suure andmekeskuse elektritarbimine võrdub sadade tuhandete majapidamiste omaga.

 

Eriti murettekitav on tehisintellekti kasvav energianõudlus. Varased AI mudelid tarbisid kümme korda rohkem energiat kui Google'i otsing, samas kui uuemad kiibid nõuavad veelgi rohkem energiat. Eksperdid hoiatavad, et tehisintellekti edasist arengut võib piirata meie võime genereerida piisavat võimsust.

 

Mõned riigid seisavad silmitsi tõsiste väljakutsetega. Näiteks 2026. aastaks võib Iirimaal olla 30% oma elektrist andmekeskustele pühendatud. USA-s on andmekeskuste elektritarbimine koondunud 15 osariiki, millest kõrgeim on Texas ja Virginia. California on kriitilises olukorras, uute andmekeskuste elektrienergia nõudlus ületab tuumaelektrijaamade oma.

 

 

IV andmekeskused: tohutu energiatarbimine ja vedelikjahutuse kasv

 

Tehisintellekti arvutuslikud nõudmised tõstavad serverite temperatuure ja süsinikdioksiidi heitkoguseid, mille tulemuseks on märkimisväärselt suurenenud nõudlus jahutussüsteemide järele. Jahutussüsteemid moodustavad 40% andmekeskuse koguenergiatarbimisest, muutes need serverite endi järel suuruselt teiseks energiatarbimise allikaks. Ülemaailmne serverijahutuse turg kasvab prognooside kohaselt 20 miljardilt dollarilt 2024. aastal 90 miljardile dollarile 2027. aastaks. Andmekeskuste vedelikjahutussüsteemide turg peaks kasvama 1%-lt 22%-le, kusjuures turuväärtus kasvab 317 miljonilt dollarilt 2027. aastaks. 7,8 miljardit dollarit järgmise kolme aasta jooksul.

 

Vedelikjahutuslahendused, mis kasutavad serverite jahutamiseks vett või jahutusvedelikke, muutuvad üha populaarsemaks. Uute tehnoloogiate hulka kuulub sukeljahutus (kogu serveririiulite kastmine mittejuhtivatesse vedelikesse) ja otsene vedelikjahutus (vee ringlemine serverite ümber). Kuigi praegu on see õhkjahutussüsteemidest kallim, võib vedelikjahutus andmekeskuse energiatarbimist vähendada 10% või rohkem.

 

Uuringufirma Global Market Insights ennustab, et andmekeskuste ülemaailmne vedelikjahutuse turg kasvab 2,1 miljardilt dollarilt 2022. aastal 12,2 miljardile dollarile 2032. aastaks. Uptime Institute'i uuring näitas, et 16% andmekeskuste juhtidest usub, et vedelikjahutusest saab peamine jahutus. meetodil 1-3 aasta pärast, samas kui 41% arvab, et selleks kulub 4-6 aastat. Seetõttu on lähiajal tõenäolisem, et hübriidjahutusmeetodid tekivad.

 

Andmekeskuste õhkjahutussüsteemide haldamise liider Upsite Technologies märkis, et kuigi tehnoloogia areneb pidevalt, on 100% vedelikjahutusega andmekeskuste saavutamine lühiajaliselt ebatõenäoline, kuna vedelikjahutusseadmed vajavad soojuse hajutamiseks endiselt õhkjahutust. . Kuigi vedelikjahutus on tõhusam, on selle laiaulatuslik rakendamine keeruline ja nõuab märkimisväärseid esialgseid investeeringuid. Õhkjahutus on odavam, kuid ka vähem tõhus. Seega muutuvad hübriidjahutusseadmed üha populaarsemaks, et maksimeerida nii vedelik- kui ka õhkjahutuse eeliseid.

 

 

V Andmekeskuse energiakriis nõuab kiireid meetmeid

 

Keskkonnamõju tõttu on andmekeskused üha suurema tähelepanu all. Valitsused üle maailma rakendavad eeskirju, et kontrollida oma energiatarbimist ja süsiniku jalajälge. Hiina rohelise andmekeskuse juhised ja sarnased algatused Saksamaal, Singapuris ja Jaapanis näitavad seda suundumust. Valdkonnaeksperdid, nagu Schneider Electric, rõhutavad, et andmekeskuste jätkusuutlikkuse hindamiseks on vaja terviklikke keskkonnamõõdikuid, mis hõlmavad ka energiakasutusest sõltumatuid tegureid, nagu veeressursid ja jäätmeteke.

 

USA valitsus survestab suuri tehnoloogiaettevõtteid investeerima puhtasse energiasse ja tunnistama olulist mõju, mida tehisintellekti kasvavad energiavajadused keskkonnale avaldavad.

 

 

VI Sobivate toiteallikate leidmine: andmekeskus ja energiaprobleemid

 

Andmekeskused vajavad mitmekesist energiavalikut, et tasakaalustada usaldusväärsust ja jätkusuutlikkust ning täita kasvavaid nõudmisi. Taastuvad energiaallikad, nagu päike ja tuul, on atraktiivsed oma madala süsinikujalajälje tõttu. Kuid nende sõltuvus ilmastikutingimustest võib põhjustada ebastabiilse väljundi, mistõttu need ei sobi andmekeskuste ainsa toiteallikana. Üleliigsete rajatiste ehitamine selle ebakõla kompenseerimiseks võib olla vajalik, kuid kulukas.

 

Võimaliku lahendusena on esile kerkinud tuumaenergia. Traditsioonilised tuumaelektrijaamad pakuvad usaldusväärset baaskoormusvõimsust, genereerides stabiilset elektrit, mis on andmekeskuse tööks ülioluline. Lisaks eeldatakse, et ülemaailmne tuumaenergiaturg saavutab järgmise kümnendi jooksul stabiilse kasvu.

 

Tuumasektori uuendused pakuvad paljulubavamaid võimalusi. Väikesi modulaarseid reaktoreid (SMR) arendatakse traditsiooniliste tuumaelektrijaamade väiksemate, ohutumate ja mastaapsemate alternatiividena. Kuigi SMR-id on veel uurimis- ja arendusjärgus, on neid võimalik kasutada otse andmekeskustes, pakkudes spetsiaalset puhast energiat.

 

▲ Ülemaailmne vedelikjahutuse turg (b USD)

 

 

SMR-ide laialdane kasutuselevõtt seisab aga silmitsi oluliste takistustega. Regulatiivsed ja tootmisprobleemid võivad nende kaubanduslikku kasutuselevõttu mitme aasta võrra edasi lükata. USA valitsus uurib aktiivselt lahendusi, sealhulgas partnerlussuhteid tehnoloogiahiiglastega, et vähendada kulusid ja tõhustada protsesse.

 

Teine võimalus andmekeskuste energiavajaduse vähendamiseks on tehisintellekti töökoormuse optimeerimine. Viies mõned AI ülesanded pilvest üle kohalikele seadmetele, millel on väiksemad ja vähem ressursimahukad AI mudelid, saab üldist energiatarbimist vähendada.

 

Andmekeskuste edasine areng nõuab mitmekülgset lähenemist. Oluline on võtta kasutusele mitmekesine energiaallikas, sealhulgas usaldusväärsed energiaallikad, nagu tuumaenergia, ning otsida aktiivselt taastuvaid ja uuenduslikke lahendusi, nagu SMR-id. Lisaks võib AI töökoormuse optimeerimine kohalikes seadmetes veelgi edendada andmekeskuste jätkusuutlikkust.