I. Vedelikjahutus on nihkunud valikulisest valikust olulisele

 

1. Arvutusvõimsuse ja optiliste moodulite nõudluse kasv

Tehisintellekti (AI) kiiresti areneval maastikul on nõudlus arvutusvõimsuse järele jõudnud enneolematult kõrgele. Suurte mudelite ilmumine, nagu need, mida kasutatakse OpenAI ChatGPT-s, on tekitanud olulise lünga vajaliku arvutusvõimsuse osas. OpenAI teatab, et mudelite arvutusvõimsuse kasvutempo ületab tehisintellekti riistvara edusamme hämmastavalt kümme korda. Kuna suured mudelid laienevad triljonite parameetriteni, on AI treeningkiipide parema jõudluse järele muutunud kriitiliseks, mis suurendab ootusi kiirema andmeedastuse järele.

 

See andmetöötluse ulatuse eksponentsiaalne kasv on muutnud andmekeskuste ühenduvuse keskseks probleemiks. AI-koolituse edenedes muutuvad ühe kaardi/serveri andmetöötluse piirangud ilmseks. Kiipidevaheline ühenduvus on tõusnud prioriteediks, mistõttu on kiire andmevahetuse hõlbustamiseks vaja tõhusaid ja kiireid optilisi mooduleid. Järelikult on kiirete optiliste moodulite kasutuselevõtt oluline vastastikuse ühenduvuse tõhususe suurendamiseks, eriti kui andmekeskused uuendavad oma arvutusvõimsuse arhitektuuri.

 

▲ Optilised moodulid, mis hõlbustavad andmekeskustes kiiret andmeedastust

2. Vedeljahutuse pöördepunkt

Vedelikjahutusest võib saada AI infrastruktuuri järgmine kriitiline element, mis on paralleelselt optiliste moodulite arenguga. Kuna elektroonikatooted arenevad edasi, muutub tõhusate jahutussüsteemide vajadus vaieldamatuks. Nii nagu optiliste moodulite trajektoor muutus luksusest hädavajalikuks, järgib vedelikjahutustehnoloogia eeskuju.

 

Ajalooliselt on jahutuslahendused arenenud passiivsetest meetoditest, nagu loomulik õhkjahutus ja jahutusradiaatorid, täiustatud tehnoloogiateni, sealhulgas kliimaseade ja lõpuks vedelikjahutus. See üleminek peegeldab laiemat suundumust elektroonikasektoris, kus soojusjuhtimine on komponentide optimaalse jõudluse ja pikaealisuse tagamiseks ülimalt oluline.

 

3. Miks on vedelikjahutus nüüd hädavajalik?

Laastud

Keskkonnatemperatuuri mõju pooljuhtkiipidele on kriitiline. Kõrgendatud temperatuur võib oluliselt halvendada elektrooniliste komponentide jõudlust ja eluiga. Kõrge termiline keskkond põhjustab materjalide, nagu kondensaatorid ja takistid, soojuspaisumist, mis võib põhjustada mehaanilisi rikkeid ja takistada normaalset töötamist. ANJIE aruannete kohaselt suudab traditsiooniline õhkjahutus juhtida soojuse hajumist ainult kuni 800 W, mis on künnis, mida mitmed NVIDIA tooted ületavad.

 

Andmekeskused

Õhkjahutusega andmekeskused toetavad tavaliselt 8-10 kW tihedust kapi kohta. Kuna aga AI-klastri arvutusvõimsus ulatub 2025. aastaks prognooside kohaselt 20-50 kW-ni kapi kohta, muutuvad õhkjahutuse piirangud ilmselgeks. Kasvav võimsustihedus nõuab tõhusamaid jahutusmeetodeid, eelistades vedelikjahutust.

 

▲ Vedelikjahutustehnoloogiaid kasutav suure tihedusega AI andmekeskus

 

 

II. Vedeljahutuspoliitikad Sisestage turule "stimulant".

 

PUE (Power Usage Effectiveness) on andmekeskuste energiatõhususe hindamise põhimõõdik. Madalam PUE näitab keskkonnasäästlikumat ja tõhusamat andmekeskust, kuna see peegeldab rajatise kogutarbimise suhet ainult IT-koormuse poolt tarbitavasse energiasse. Tavalistes andmekeskustes moodustavad IT-seadmed ligikaudu 50% energiatarbimisest, jahutussüsteemid aga umbes 35%.

 

Vedelikjahutustehnoloogiatel on tavapärase õhkjahutusega võrreldes tavaliselt oluliselt madalamad PUE väärtused. Näiteks kui traditsiooniline õhkjahutus säilitab PUE väärtuse umbes 1,3, siis vedelikjahutusmeetodid võivad selle sõltuvalt konkreetsest kasutatavast tehnoloogiast vähendada vahemikku 1,05–1,2.

 

▲ PUE võrdlus õhkjahutuse ja vedelikjahutuse tehnoloogiate vahel

 

 

III. Vertivi strateegiline kasv vedelikjahutuse kaudu

 

Vertiv on CoolTera omandamisega teinud märkimisväärseid edusamme oma vedelikjahutuse võimekuse suurendamisel. See Ühendkuningriigis asuv ettevõte on spetsialiseerunud vedelikjahutuse infrastruktuurile ja on teinud Vertiviga mitu aastat koostööd mitme andmekeskuse ja superarvutiprojektiga. Eeldatakse, et see omandamine tugevdab Vertivi positsiooni soojushalduse turul, võimaldades tal pakkuda tugevamaid lahendusi, mis on kohandatud andmekeskuste muutuvatele vajadustele.

 

 

IV. Vedeljahutuse põhiväärtusahel

1. Vedeljahutuse mõistmine

Vedelikjahutus viitab meetoditele, mida kasutatakse arvutisüsteemide optimaalse töötemperatuuri säilitamiseks. Kasutades ära vedelike suurt erisoojusmahtu, kannab see tehnoloogia tõhusalt sisemiste komponentide tekitatud soojuse üle väliskeskkonda. Vedelikjahutussüsteemid võib jagada otseseks ja kaudseks jahutustehnikaks. Kaudjahutus, näiteks külmplaadisüsteemid, tagab, et jahutusvedelik ei puutu otseselt kokku kuumutatud komponentidega, samas kui otsesed jahutusmeetodid hõlmavad sukeljahutust, kus jahutuskeskkond interakteerub otseselt kuumutatud komponentidega.

 

2. Vedeljahutustööstuse ökosüsteem: külmplaadisüsteemid

Vedelikjahutustööstus hõlmab erinevaid komponente ja süsteeme, sealhulgas:

• RCM (külmutusagensi tarnimise ja tagasivoolu) üksused:Need seadmed juhivad külmutusagensi jaotamist ja kogumist vedelikjahutuskappides.
• Jahutusjaotusüksused (CDU-d):CDU-d hõlbustavad külma plaadi komponentidesse sisenevate külmutusagensite eraldamist jahutusveest külma allika poolel.
• LCM-id (vedeliku tsirkulatsiooni moodulid):Need moodulid juhivad külmutusagensi transporti ja tagastamist kogu jahutussüsteemis.

 

Kasutatavad külmutusagensid võivad olla erinevad, sealhulgas deioniseeritud vesi ja glükoolipõhised lahused, mis mõlemad aitavad kaasa tõhusale soojusülekandele.

 

▲ Andmekeskuste vedelikjahutuse ökosüsteemi ülevaade

 

 

V. Vedeljahutuse tarneahelas abisaajate ettevõtete kindlaksmääramine

1. Kasu saavad ettevõtted: serveri sisekomponendid

Vedelikjahutuse tarneahela võib jagada kolme põhikategooriasse: serverisisesed komponendid, vedelikjahutuse ehitus ja vedelikjahutuse infrastruktuuri pakkujad. Sisemised komponendid hõlmavad külmplaadisüsteeme ja kiireid lahtiühendamisi, mis on üliolulised suure võimsusega AI-kiipide jõudluse parandamiseks. Sellised ettevõtted nagu Huawei ja NVIDIA on selles sektoris võtmeisikud.

 

2. Vedeljahutuse ehitus

Vedelikjahutuskonstruktsioon hõlmab täisahelaga lahenduste pakkujaid ja serveritootjaid. Täisahela pakkujad, nagu Vertiv, pakuvad terviklikke lahendusi, kuid ei pruugi servereid otse tarnida, mistõttu on vaja koostööd kiibitootjatega.

 

3. IDC ehitus

IDC tootjad vastutavad andmekeskuste ehitamise ja kliendi vajadustele kohandatud vedelikjahutuslahenduste väljatöötamise eest. Need tootjad integreerivad jõudluse optimeerimiseks üha enam oma disainidesse vedelikjahutustehnoloogiaid.

 

4. Infrastruktuuri pakkujad

Infrastruktuuri pakkujad pakuvad spetsiifilisi vedelikjahutuskomponente, nagu CDUd ja LCM-id. Kuna nõudlus nende tehnoloogiate järele kasvab, eeldatakse, et nii nende toodete maht kui ka hind suureneb, peegeldades vedelikjahutuse kasvavat tähtsust andmekeskuste disainis.

 

 

Järeldus

 

Üleminek õhkjahutamiselt vedelikjahutamisele tehisintellekti infrastruktuurides ei ole pelgalt trend, vaid oluline areng, mis on tingitud kasvavatest andmetöötlusnõuetest. Suurte mudelite leviku ja tõhusa soojusjuhtimise vajaduse tõttu on vedelikjahutustehnoloogiatel andmekeskuste tulevikus keskne roll. Kuna sellised ettevõtted nagu Vertiv suurendavad oma võimekust strateegiliste omandamiste ja partnerluste kaudu, on vedelikjahutuse turg valmis oluliseks kasvuks. See üleminek aitab lõppkokkuvõttes kaasa tõhusamate, jätkusuutlikumate ja suure jõudlusega andmetöötluskeskkondade loomisele.