Varem kasutas enamik andmekeskusi soojuse hajutamiseks ja arvutusvõimsuse stabiilse pakkumise tagamiseks õhkjahutusega jahutusradiaatoreid. Tehisintellekti areng nõuab järjest suuremat arvutusvõimsust ning protsessorite poolt tekitatav soojus kasvab. Õhkjahutusega jahutusradiaator ei suuda enam koormust taluda, seega on vedelikjahutus muutunud järk-järgult peavoolutrendiks.
Kas tehisintellekti rakenduste kiirenedes on nõudlus vedelikjahutusega serverite järele kiireloomuline?
Kiireloomuline nõudlus tehisintellekti (AI) vedelikjahutussüsteemide järele on peamiselt tingitud tehisintellekti arvutiülesannete ülikõrgetest riistvara jõudlusnõuetest, eriti süvaõppes, suuremahulises võrgukoolituses ja järeldustes, kus arvutusintensiivsus ja energiatarve on väga kõrged. .
Suur arvutusvõimsuse vajadus:Tehisintellekt, eriti süvaõpe, nõuab riistvaralt äärmiselt suurt arvutusvõimsust, mille tulemuseks on riistvara töö ajal suur hulk soojust.
Pikaajaline suure koormusega töö:Tehisintellekti ülesanded nõuavad sageli pikaajalist suure koormusega töötamist ja vedelikjahutus võib soojust tõhusamalt hajutada, tagades, et seadmed ei kuumene pikaajalise töö käigus üle.
Riistvara tihedus ja miniaturiseerimine:Vedeljahutussüsteemid toetavad suurema tihedusega riistvarakonfiguratsioone, parandavad ruumikasutust ja juhivad tõhusalt soojust piiratud ruumides.
Energiatõhusus ja jätkusuutlikkus:Vedelikjahutussüsteemide tõhus soojuse hajutamine aitab vähendada andmekeskuste energiatarbimist ja süsiniku jalajälge, suurendades jätkusuutlikkust.
Seetõttu on AI-arvutite kasvava nõudlusega vedelikjahutustehnoloogia muutunud üheks võtmetehnoloogiaks, mis tagab tehisintellekti riistvara stabiilse ja tõhusa töö, eriti suure koormuse, pikaajalise töö ja suuremahuliste andmekeskuste keskkondades.
Millised on vedelikjahutuse vormid?
·Otsene vedelikjahutus (DLC):See meetod kasutab jahutusvedelikku, et kontakteeruda otse selliste komponentide soojusallikaga nagu serveri CPU ja GPU. Vedelik voolab läbi jahutusplaadi (soojusvaheti) ja neelab otse soojust ning juhib seejärel soojuse jahutustorustiku kaudu jahutussüsteemi väljapoole. Vedeljahutusmeetod parandab oluliselt soojusjuhtivuse efektiivsust ja suudab tõhusalt säilitada riistvara stabiilsust suure tihedusega andmetöötluskeskkondades.
··Sukeldusjahutus: sukeldujahutus on protsess, mille käigus kastetakse kogu server või arvuti riistvara spetsiaalsesse isolatsioonivedelikku. See vedelik suudab tõhusalt soojust absorbeerida ja eemaldada, ilma et oleks vaja keerulisi soojusvahetiid. Sukeldusvedeliku jahutussüsteemid võivad märkimisväärselt suurendada serverite tihedust, haldades samal ajal tõhusalt soojust.
··Kaudne vedelikjahutus: selle meetodi puhul on jahutusvedeliku ja serveri riistvara vahel soojusvaheti, kus jahutusvedelik võtab soojuse ära ja riistvara kontakteerub otse soojusvahetiga. See meetod sobib mõne erirakenduse stsenaariumi jaoks, kus jahutusvedelik ei puutu otseselt seadmega kokku, kuid suudab siiski tõhusalt soojust juhtida.
Kuidas saavad olemasolevad andmekeskused toetada vedelikjahutusega suure tihedusega AI-serverite kasutuselevõttu?
Vedelikjahutusega suure tihedusega AI-serverite kasutuselevõtu toetamiseks peavad olemasolevad andmekeskused läbima mitmeid uuendusi ja optimeerimisi. Need renoveerimistööd hõlmavad tavaliselt füüsiliste rajatiste, jahutussüsteemide, energiavarustuse ja serveri konfiguratsiooni kohandamist. Peamised nõuded ja sammud on järgmised:
1. Ruumi ja paigutuse reguleerimine
Ruumi kujundus: vedelikjahutussüsteemide jaoks on tavaliselt jahutusseadmete, näiteks jahutusvedeliku jaotussüsteemide ja jahutusplaatide paigaldamiseks vaja spetsiaalseid riiulid või ruume. Olemasolevatel andmekeskustel võib tekkida vajadus nende uute süsteemide tõhusaks integreerimiseks olemasolevatesse rajatistesse raami paigutused ümber planeerida.
Suure tihedusega konfiguratsioon: AI nõuab tavaliselt suure tihedusega serveriklastrit, eriti GPU-servereid. Sellega kohanemiseks peavad andmekeskused pakkuma rohkem riiuliruumi või suurema tihedusega riiulid, et mahutada täiendavaid jahutusseadmeid.
2. Vedelikjahutustehnoloogia integreerimine
Otsejahutusega kohanemiseks peavad olemasolevad andmekeskused paigaldama serveritesse ja riiulitesse vedelikjahutusliidesed ning tagama vedelikjahutussüsteemi ühilduvuse traditsiooniliste õhkjahutusega süsteemidega.
3. Energiahalduse ja jahutussüsteemi täiustamine
Energiavarustus: vedelikjahutussüsteemid võivad olla tõhusamad kui traditsioonilised kliimaseadmed, kuid vajavad jahutusvedeliku, pumpade ja soojusvahetusseadmete voolu toetamiseks siiski lisavõimsust. Seetõttu võib andmekeskustel olla vaja tugevdada toiteallikat, UPS-i (katkematu toiteallikas) ja varutoitesüsteeme, et tagada jahutussüsteemide stabiilne töö.
Soojuse taaskasutamine ja juhtimine: Vedelikjahutus aitab soojust tõhusamalt hallata, kuna see on tõhusam kui õhkjahutus ja suudab soojust kesksemalt jahutussüsteemi üle kanda. Olemasolevate andmekeskuste puhul võib osutuda vajalikuks soojuse taaskasutamise rajatisi tugevdada, et hajutatud soojust taaskasutada, näiteks kontoriruumide kütmiseks.
4. Jahutussüsteemi automatiseerimine ja monitooring
Arukas jahutusjuhtimissüsteem: Vedelikjahutuse kasutuselevõtuga muutub jahutussüsteemide haldamine keerukamaks. Andmekeskused saavad kasutusele võtta anduritel ja andmeanalüüsil põhinevad intelligentsed jahutushaldussüsteemid, mis suudavad jälgida serveri temperatuuri, vedeliku voolukiirust, rõhku ja muid parameetreid reaalajas, reguleerida automaatselt jahutusvedeliku voolukiirust ja temperatuuri, et tagada parim jahutusefekt.
Lekke tuvastamine ja ohutus: vedelikjahutussüsteemidel peavad olema põhjalikud lekke tuvastamise ja kaitsemeetmed. Olemasolevad andmekeskused peavad kasutusele võtma lekkeseire andurid ja võtma vajalikud hädaabimeetmed, et vältida vedelikulekke põhjustatud riistvarakahjustusi.
5. Vastavus ja keskkonnamõju
Vastavusnõuded: vedelikjahutussüsteemid peavad vastama tööstusharu ohutusstandarditele, keskkonnaeeskirjadele ja puhta energia kasutamise põhimõtetele. Andmekeskus peab tagama, et vedelikjahutussüsteem vastaks kohalikele keskkonna-, tulekahju- ja ehituseeskirjade nõuetele.
Keskkonnasõbralikkus: võrreldes traditsioonilise õhkjahutusega on vedelikjahutussüsteemid energiasäästlikumad ja keskkonnasõbralikumad. Seetõttu võib vedelikjahutuse kasutuselevõtt aidata parandada andmekeskuste energiatõhusust (PUE) ja vähendada nende süsiniku jalajälge.
6. Süsteemi uuendamine ja laiendamine
Ühilduvus olemasolevate süsteemidega: Olemasolevate andmekeskuste puhul on renoveerimise käigus vaja tagada vedelikjahutussüsteemi ühilduvus olemasolevate IT-seadmete ja elektrisüsteemidega. Kui tegemist on suuremahulise laienemisega, võib osutuda vajalikuks jahutustaristu ja IT-taristu võimsuse suurendamine.
Järkjärguline üleminek: kuna vedelikjahutuse kasutuselevõtt võib nõuda aega ja investeeringuid, võib kaaluda järkjärgulist üleminekut, asendades esmalt suure tihedusega andmetöötlusülesanded või serverid teatud piirkondades vedelikjahutusseadmetega ja seejärel edendades seda pärast süsteemi stabiliseerumist täielikult.
Kuidas peaksid operaatorid kavandama õhkjahutusega ja vedelikjahutusega serverite kombineerimist uute andmekeskuste ehitamisel?
Uute andmekeskuste ehitamisel peaksid operaatorid kavandama õhkjahutusega ja vedelikjahutusega serverite kombineerimise mõistlikult, lähtudes erinevatest koormustüüpidest, energiatõhususe nõuetest, jahutusvajadustest ja tulevastest mastaapsuse teguritest. Siin on mõned peamised kaalutlused ja planeerimissoovitused:
1. Koormustihedus ja arvutusnõuded
Suure tihedusega andmetöötlusülesanded (AI, suurandmed, GPU-mahukad ülesanded): nende ülesannete jaoks on tavaliselt vaja tõhusamaid soojuse hajutamise meetodeid. Vedelikjahutussüsteemid (eriti otsene vedelikjahutus, DLC) tagavad parema soojusjuhtimise, toetavad tõhusalt suure tihedusega andmetöötluse vajadusi ja tagavad seadmete stabiilse töö. Seetõttu on suure koormusega ülesandeid (nt AI, masinõpe ja suurandmete analüüs) kandvate serverite puhul soovitatav eelistada vedelikjahutustehnoloogiat.
Madala kuni keskmise tihedusega ülesanded: mõnede traditsiooniliste väikese koormuse ja väikese arvutustihedusega rakenduste jaoks (nt veebiteenused, failide salvestamine jne) on õhkjahutusega süsteemid nõuete täitmiseks piisavad ja nende kasutuselevõtukulud on suhteliselt madalad. Seetõttu saab nende koormuste all kasutada õhkjahutusega servereid.
2. Energiatõhusus ja tegevuskulud
Vedelikjahutuse eelised: Tänu oma kõrgemale soojusülekande efektiivsusele suudavad vedelikjahutussüsteemid traditsiooniliste õhkjahutussüsteemidega võrreldes tõhusamalt serveritest soojust eemaldada, vähendades seeläbi kliimaseadmete ja traditsiooniliste jahutusseadmete koormust. Seetõttu on vedelikjahutussüsteemidel suurem energiatõhusus ja madalam PUE (Energy Usage Efficiency Ratio), mis võib oluliselt vähendada andmekeskuste tegevuskulusid, eriti pikaajaliste tööeesmärkide saavutamiseks.
Õhkjahutuse eelised: Õhkjahutussüsteemide alginvesteering on väiksem ning hooldus ja haldamine on suhteliselt lihtne, mistõttu vähem rangete energiatõhususe nõuetega koormuste puhul võivad õhkjahutussüsteemid olla kuluefektiivsemad. Õhkjahutussüsteemide kasutamine võib ehituskulusid vähendada, eriti andmekeskuste varases staadiumis.
3. Skaleeritavus ja paindlikkus
Modulaarne disain: uue andmekeskuse ehitamisel võib kaaluda modulaarset disaini, mis tähendab õhkjahutusega ja vedelikjahutusega serverite kasutuselevõttu erinevates tsoonides vastavalt erinevatele koormustüüpidele ja jahutusnõuetele. Näiteks suure tihedusega ja suure koormusega alade kujundamine vedelikjahutuse tsoonideks, madala tihedusega traditsiooniliste ülesannete töötlemise alade kujundamine õhkjahutusega tsoonideks. See võib rahuldada erinevate andmetöötlusülesannete vajadusi, ilma et oleks vaja kogu andmekeskuse jaoks ühtset jahutusmeetodi valikut.
Skaleeritavus: tehisintellekti ja arvutusmahukate rakenduste kasvuga võib andmekeskuste koormus muutuda. Algstaadiumis saab vastavalt nõudlusele valida õhkjahutuse ja vedelikjahutuse segakonfiguratsiooni ning arvutuskoormuse kasvades saab vedelikjahutussüsteemi järk-järgult laiendada. Tänu paindlikule disainile saab jahutusmeetodit kohandada vastavalt koormuse muutumisele tulevikus.
4. Jahutussüsteemide kombineerimine ja koostöö
Õhkjahutus ja vedelikjahutus töötavad koos: Paljudel juhtudel ei ole õhkjahutus- ja vedelikjahutussüsteemid täiesti vastandlikud, vaid võivad koos töötada. Näiteks enamikus andmekeskustes saab vedelikjahutussüsteeme kasutada suure tihedusega arvutiseadmete (nt GPU-d ja AI-serverid) jahutamiseks, samas kui õhkjahutust kasutatakse väikese koormusega seadmealade jahutamiseks. Nii saab õhkjahutusega süsteem toimida vedelikjahutussüsteemi lisajahutussüsteemina, tagades andmekeskuse üldise temperatuurikontrolli efektiivsuse.
Kaudse vedelikjahutuse ja otsese vedelikjahutuse kombinatsioon: Vedelikjahutuse valikul võib kaaluda ka kaudse vedelikjahutuse (ILC) ja otsese vedelikjahutuse (DLC) kombinatsiooni. Kaudset vedelikjahutust kasutatakse tavaliselt kogu arvutiruumi õhu jahutamiseks, samas kui otsest vedelikjahutust kasutatakse konkreetsete suure jõudlusega serverite jaoks. Nende kahe kombinatsioon võib optimeerida vedelikjahutussüsteemide kasutuselevõttu ja vähendada investeerimisriske.
5. Energiavarustus ja keskkonnakaalutlused
Taastuvenergia ja rohelised andmekeskused: vedelikjahutussüsteemid võivad oluliselt parandada energiatõhusust, vähendada õhkjahutussüsteemide kasutamist ja aidata andmekeskustel energiatarbimist vähendada. Seetõttu tuleks vedelikjahutuse ja õhkjahutuse kombinatsiooni kavandamisel eelistada vedelikjahutuse kasutuselevõttu, eriti kui andmekeskus toetub tööks taastuvatele energiaallikatele nagu päikese- ja tuuleenergia. Vedeljahutussüsteemid saavad neid energiaallikaid tõhusamalt kasutada.
Keskkonnakaitse ja vastavus: Vedeljahutussüsteemides kasutatakse tavaliselt suletud ahelaga jahutusvedelikku, mis mitte ainult ei paranda energiatõhusust, vaid vähendab ka külmutusagensi mõju keskkonnale. Seetõttu võib vedelikjahutus olla säästvam valik, kui Euroopas vastamisi keskkonnaeeskirjadega, nagu REACH või F-gaas.
6. Jahutustaristu ja tugirajatiste arvestamine
Vesijahutuse ja vedelikjahutuse konfiguratsioon: vedelikjahutussüsteemid vajavad tavaliselt vesijahutuse või muude jahutusvedelike jaoks infrastruktuuri tuge. Andmekeskused peaksid projekteerimisel tagama veeallikate töökindluse, eriti veepuuduses piirkondades, kus tuleb arvestada veeringlussüsteemide efektiivsusega või taastuvate jahutusvedelike kasutamisega.
Jahutusseadmed ja jaotus: andmekeskused võivad vajada vedelikjahutussüsteemide toetamiseks täiendavaid jahutusseadmeid (nt jahutustornid, soojusvahetid, vedelikupumbad jne). Projekteerimisel tuleb mõelda, kuidas neid rajatisi efektiivselt integreerida ning õhkjahutuse kasutamisel paindlikult reguleerida kogu andmekeskuse temperatuuri.
7. Turutrendid ja tehnoloogiline areng
Tulevikutehnoloogiate kohandamine: AI ja suure jõudlusega andmetöötluse kiire areng nõuab, et andmekeskused saaksid paindlikult kohaneda. Vedelikjahutustehnoloogia jätkuv küpsus ja kulude vähenemine võib muuta selle tulevikus peavooluks, samas kui õhkjahutus võib mõnes madala tihedusega rakenduses siiski oma positsiooni säilitada. Seetõttu peaksid andmekeskused arvestama ehitamisel tulevasi tehnoloogilisi trende ning valima pikaajaliste arenguplaanide jaoks sobivad jahutuslahendused.
8. Ettepanekud üldiseks planeerimiseks
Esialgne etapp: Soovitatav on eelistada õhkjahutusega süsteemide kasutamist ning varuda ruumi ja liidesed vedelikjahutussüsteemide võimalikuks kasutuselevõtuks tulevikus. Näiteks riiulite projekteerimisel vedelikjahutustorustiku liideste reserveerimine või moodulriiulite projekteerimine, mis võimaldavad tulevikus vastavalt vajadusele jahutussüsteeme välja vahetada või uuendada.
Suure tihedusega ala: tulevaste suure tihedusega serverialade jaoks (nagu GPU-serverid, AI koolitusruumid jne) saab planeerida vedelikjahutusalasid, mis vastavad nende kõrgetele nõudmistele soojuse hajutamisel, vähendades samal ajal energia raiskamist.
Paindlik kombinatsioon: olenevalt koormusest ja ülesandest saab kõrgeima töötõhususe ja energiasäästu saavutamiseks kasutada jahutusskeemi, mis ühendab õhkjahutuse ja vedelikjahutuse.
Kuum tags: vedelikjahutussüsteem andmekeskuses ai jaoks, Hiina, tarnijad, tootjad, tehas, kohandatud, tasuta proov, valmistatud Hiinas
