Раніше більшість центрів обробки даних використовували радіатори з повітряним охолодженням для розсіювання тепла та забезпечення стабільного забезпечення обчислювальної потужності. Розвиток штучного інтелекту вимагає все більшої обчислювальної потужності, а тепло, що виділяється процесорами, зростає. Радіатор з повітряним охолодженням більше не витримує навантаження, тому рідинне охолодження поступово стало основним трендом.
З прискоренням додатків штучного інтелекту чи є попит на сервери з рідинним охолодженням терміновим?
Надзвичайний попит на системи рідинного охолодження в штучному інтелекті (ШІ) зумовлений головним чином надзвичайно високими вимогами до продуктивності апаратного забезпечення для обчислювальних завдань ШІ, особливо в глибокому навчанні, широкомасштабному мережевому навчанні та висновках, де інтенсивність обчислень і енергоспоживання дуже високі. .
Висока потреба в обчислювальній потужності:ШІ, особливо глибоке навчання, потребує надзвичайно високої обчислювальної потужності апаратного забезпечення, що призводить до великої кількості тепла, що виділяється апаратним забезпеченням під час роботи.
Тривала робота з високим навантаженням:Завдання штучного інтелекту часто вимагають тривалої роботи з високим навантаженням, а рідинне охолодження може ефективніше розсіювати тепло, гарантуючи, що обладнання не перегрівається під час тривалої роботи.
Апаратна щільність і мініатюризація:Системи рідинного охолодження підтримують апаратні конфігурації з більшою щільністю, покращують використання простору та ефективно керують теплом в обмежених просторах.
Енергоефективність та стійкість:Ефективне розсіювання тепла систем рідинного охолодження допомагає зменшити споживання енергії та вуглецевий слід центрів обробки даних, підвищуючи екологічність.
Таким чином, із зростанням попиту на обчислення штучного інтелекту технологія рідинного охолодження стала однією з ключових технологій для забезпечення стабільної та ефективної роботи апаратного забезпечення штучного інтелекту, особливо в умовах високого навантаження, тривалої роботи та великомасштабних середовищ центрів обробки даних.
Які є форми рідинного охолодження?
·Пряме рідинне охолодження (DLC):Цей метод використовує теплоносій для прямого контакту з джерелом тепла таких компонентів, як ЦП і ГП сервера. Рідина протікає через пластину охолодження (теплообмінник) і безпосередньо поглинає тепло, а потім проводить тепло назовні системи охолодження через трубопровід охолодження. Метод рідинного охолодження значно покращує ефективність теплопровідності та може ефективно підтримувати стабільність апаратного забезпечення в середовищах з високою щільністю обчислень.
··Охолодження зануренням: охолодження зануренням — це процес занурення всього сервера або комп’ютерного обладнання в спеціальну ізоляційну рідину. Ця рідина може ефективно поглинати та відводити тепло без необхідності використання складних теплообмінників. Системи занурювального рідинного охолодження можуть значно збільшити щільність серверів, одночасно ефективно керуючи теплом.
··Непряме рідинне охолодження: у цьому методі між охолоджувачем і апаратним забезпеченням сервера є теплообмінник, де охолоджувач відбирає тепло, а апаратне забезпечення безпосередньо контактує з теплообмінником. Цей метод підходить для деяких особливих сценаріїв застосування, коли теплоносій не контактує безпосередньо з обладнанням, але може ефективно проводити тепло.
Як існуючі центри обробки даних можуть підтримувати розгортання серверів ШІ високої щільності з рідинним охолодженням?
Щоб підтримувати розгортання серверів ШІ високої щільності з рідинним охолодженням, існуючі центри обробки даних повинні пройти серію оновлень і оптимізацій. Ці реконструкції зазвичай включають коригування фізичних засобів, систем охолодження, енергопостачання та конфігурації серверів. Нижче наведені основні вимоги та кроки:
1. Коригування простору та планування
Дизайн простору: системи рідинного охолодження зазвичай вимагають спеціальних стелажів або місць для встановлення охолоджуючих пристроїв, таких як системи розподілу охолоджуючої рідини та охолоджувальні плити. Існуючі центри обробки даних, можливо, потребуватимуть перепланувати розташування стійок, щоб ефективно інтегрувати ці нові системи в існуючі приміщення.
Конфігурація високої щільності: ШІ зазвичай вимагає кластера серверів високої щільності, особливо серверів GPU. Щоб адаптуватися до цього, центри обробки даних повинні забезпечити більше місця в стійках або стелажі з більшою щільністю для розміщення додаткового обладнання для охолодження.
2. Інтеграція технології рідинного охолодження
Щоб адаптуватися до прямого охолодження, існуючі центри обробки даних повинні встановити інтерфейси рідинного охолодження в серверах і стійках і переконатися, що система рідинного охолодження сумісна з традиційними системами повітряного охолодження.
3. Удосконалення енергоменеджменту та системи охолодження
Енергопостачання: системи рідинного охолодження можуть бути більш ефективними, ніж традиційні системи кондиціонування повітря, але все одно потребують додаткової енергії для підтримки потоку охолоджуючої рідини, насосів і теплообмінного обладнання. Тому дата-центрам може знадобитися посилити електропостачання, ДБЖ (джерело безперебійного живлення) і резервні системи живлення, щоб забезпечити стабільну роботу систем охолодження.
Рекуперація тепла та керування: Рідинне охолодження допомагає ефективніше керувати теплом, оскільки воно ефективніше повітряного охолодження та може централізовано передавати тепло до системи охолодження. Для існуючих центрів обробки даних може знадобитися посилити засоби рекуперації тепла для повторного використання розсіюваного тепла, наприклад, для опалення офісних приміщень.
4. Автоматика та моніторинг системи охолодження
Інтелектуальна система керування охолодженням: із впровадженням рідинного охолодження керування системами охолодження стане складнішим. Центри обробки даних можуть розгортати інтелектуальні системи керування охолодженням на основі датчиків і аналізу даних, які можуть відстежувати температуру сервера, швидкість потоку рідини, тиск та інші параметри в режимі реального часу, автоматично регулювати швидкість потоку охолоджувача та температуру для забезпечення найкращого ефекту охолодження.
Виявлення витоків і безпека: Системи рідинного охолодження повинні мати комплексні засоби виявлення витоків і захисні заходи. Існуючі центри обробки даних повинні розгорнути датчики моніторингу витоків і вжити необхідних екстрених заходів, щоб уникнути пошкодження апаратного забезпечення через витік рідини.
5. Відповідність і вплив на навколишнє середовище
Вимоги відповідності. Системи рідинного охолодження мають відповідати галузевим стандартам безпеки, екологічним нормам і політиці використання чистої енергії. Центр обробки даних повинен переконатися, що система рідинного охолодження відповідає місцевим екологічним, пожежним і будівельним нормам.
Екологічність: у порівнянні з традиційним повітряним охолодженням системи рідинного охолодження є більш енергоефективними та екологічно чистими. Таким чином, впровадження рідинного охолодження може допомогти підвищити енергоефективність (PUE) центрів обробки даних і зменшити їхній вуглецевий слід.
6. Оновлення та розширення системи
Сумісність з існуючими системами: для існуючих центрів обробки даних необхідно переконатися, що рідинна система охолодження сумісна з існуючим ІТ-обладнанням і системами живлення під час процесу оновлення. Якщо це масштабне розширення, можливо, буде потрібно збільшити потужність інфраструктури охолодження та ІТ-інфраструктури.
Поступовий перехід: оскільки впровадження рідинного охолодження може вимагати часу та інвестицій, можна розглянути поступовий перехід шляхом заміни обчислювальних завдань із високою щільністю або серверів у певних областях спочатку обладнанням рідинного охолодження, а потім повністю просувати його після стабілізації системи.
Як операторам планувати поєднання серверів з повітряним і рідинним охолодженням під час будівництва нових центрів обробки даних?
При будівництві нових центрів обробки даних оператори повинні розумно планувати поєднання серверів з повітряним і рідинним охолодженням, виходячи з різних типів навантаження, вимог до енергоефективності, потреб в охолодженні та майбутніх факторів масштабованості. Ось деякі основні міркування та пропозиції щодо планування:
1. Щільність навантаження та вимоги до обчислень
Обчислювальні завдання з високою щільністю (штучний інтелект, великі дані, інтенсивні завдання GPU): для цих завдань зазвичай потрібні більш ефективні методи розсіювання тепла. Системи рідинного охолодження (особливо прямого рідинного охолодження, DLC) забезпечують кращий ефект управління температурою, ефективно підтримують потреби в обчисленнях з високою щільністю та забезпечують стабільну роботу обладнання. Таким чином, для серверів, які виконують завдання з високим навантаженням, такі як штучний інтелект, машинне навчання та аналіз великих даних, рекомендується віддавати пріоритет технології рідинного охолодження.
Завдання від низької до середньої щільності: для деяких традиційних програм із невеликим навантаженням і низькою щільністю обчислень (таких як веб-сервіси, зберігання файлів тощо) систем повітряного охолодження достатньо для задоволення вимог і мають відносно низькі витрати на розгортання. Тому сервери з повітряним охолодженням можна використовувати за таких навантажень.
2. Енергоефективність та експлуатаційні витрати
Переваги рідинного охолодження: завдяки вищій ефективності теплопередачі системи рідинного охолодження можуть більш ефективно відводити тепло від серверів порівняно з традиційними системами повітряного охолодження, тим самим зменшуючи навантаження на кондиціонування повітря та традиційне охолоджувальне обладнання. Тому системи рідинного охолодження мають вищу енергоефективність і нижчий PUE (коефіцієнт ефективності використання енергії), що може значно знизити експлуатаційні витрати центрів обробки даних, особливо для довгострокових операційних цілей.
Переваги повітряного охолодження. Системи повітряного охолодження мають менші початкові інвестиції та відносно просте технічне обслуговування та керування, тому для навантажень із менш суворими вимогами до енергоефективності системи повітряного охолодження можуть бути економічно ефективнішими. Особливо на ранніх стадіях центрів обробки даних використання систем повітряного охолодження може зменшити витрати на будівництво.
3. Масштабованість і гнучкість
Модульна конструкція: при будівництві нового центру обробки даних можна розглянути модульну конструкцію, що означає розгортання серверів з повітряним і рідинним охолодженням у різних зонах відповідно до різних типів навантаження та вимог до охолодження. Наприклад, проектування зон високої щільності з високим навантаженням як зон рідинного охолодження, а також проектування традиційних зон обробки завдань з низькою щільністю як зон повітряного охолодження. Це може задовольнити потреби різних обчислювальних завдань, не вимагаючи єдиного вибору методу охолодження для всього центру обробки даних.
Розгляд масштабованості: із зростанням ШІ та інтенсивних обчислювальних програм навантаження на центри обробки даних може змінитися. На початковому етапі можна вибрати змішану конфігурацію повітряного та рідинного охолодження відповідно до потреб, а зі збільшенням обчислювального навантаження систему рідинного охолодження можна поступово розширювати. Завдяки гнучкому дизайну метод охолодження можна регулювати відповідно до змін навантаження в майбутньому.
4. Комбінована та спільна робота систем охолодження
Повітряне та рідинне охолодження працюють разом: у багатьох випадках системи повітряного та рідинного охолодження не є повністю протилежними, вони можуть працювати разом. Наприклад, у більшості центрів обробки даних рідинні системи охолодження можна використовувати для охолодження високощільного комп’ютерного обладнання, такого як графічні процесори та сервери штучного інтелекту, тоді як повітряне охолодження використовується для охолодження приміщень із низьким навантаженням обладнання. Таким чином, система повітряного охолодження може служити допоміжною системою охолодження рідинної системи охолодження, забезпечуючи загальну ефективність контролю температури в центрі обробки даних.
Поєднання непрямого рідинного охолодження та прямого рідинного охолодження: при виборі рідинного охолодження також можна розглянути комбінацію непрямого рідинного охолодження (ILC) і прямого рідинного охолодження (DLC). Непряме рідинне охолодження зазвичай використовується для охолодження всього повітря в комп’ютерній кімнаті, тоді як пряме рідинне охолодження використовується для конкретних високопродуктивних серверів. Поєднання цих двох може оптимізувати розгортання систем рідинного охолодження та зменшити інвестиційні ризики.
5. Енергопостачання та екологічні міркування
Відновлювані джерела енергії та зелені центри обробки даних: системи рідинного охолодження можуть значно підвищити енергоефективність, зменшити використання систем повітряного охолодження та допомогти центрам обробки даних зменшити споживання енергії. Тому, плануючи поєднання рідинного та повітряного охолодження, пріоритет слід віддати розгортанню рідинного охолодження, особливо якщо центр обробки даних покладається на відновлювані джерела енергії, такі як сонячна та вітрова енергія. Системи рідинного охолодження можуть використовувати ці джерела енергії більш ефективно.
Захист навколишнього середовища та відповідність нормам: у системах рідинного охолодження зазвичай використовується охолоджувач із замкнутим циклом, який не лише підвищує енергоефективність, але й зменшує вплив холодоагентів на навколишнє середовище. Таким чином, у разі дотримання екологічних норм, таких як REACH або F-Gas у Європі, рідинне охолодження може бути більш стійким вибором.
6. Розгляд інфраструктури охолодження та допоміжних засобів
Конфігурація водяного та рідинного охолодження: системи рідинного охолодження зазвичай потребують підтримки інфраструктури для водяного охолодження або інших охолоджуючих рідин. Центри обробки даних повинні забезпечувати надійність джерел води під час проектування, особливо в районах з дефіцитом води, де необхідно враховувати ефективність систем циркуляції води або використання відновлюваних охолоджуючих рідин.
Блоки охолодження та розподіл: центри обробки даних можуть вимагати додаткових блоків охолодження (таких як градирні, теплообмінники, рідинні насоси тощо) для підтримки систем рідинного охолодження. При проектуванні необхідно розглянути, як ефективно інтегрувати ці об’єкти та гнучко регулювати температуру всього центру обробки даних при використанні повітряного охолодження.
7. Ринкові тенденції та технологічний розвиток
Адаптація технологій майбутнього: швидкий розвиток штучного інтелекту та високопродуктивних обчислень вимагає від центрів обробки даних здатності гнучко адаптуватися. Тривала зрілість і зниження витрат на технологію рідинного охолодження можуть зробити її основною в майбутньому, тоді як повітряне охолодження все ще може зберегти свої позиції в деяких додатках з низькою щільністю. Тому центри обробки даних повинні враховувати майбутні технологічні тенденції при будівництві та вибирати рішення для охолодження, які відповідають довгостроковим планам розвитку.
8. Пропозиції щодо загального планування
Початковий етап: рекомендується визначити пріоритетність використання систем повітряного охолодження та зарезервувати простір і інтерфейси для можливого впровадження систем рідинного охолодження в майбутньому. Наприклад, резервування інтерфейсів трубопроводів рідинного охолодження під час проектування стійок або проектування модульних стійок, які дозволяють замінювати чи модернізувати системи охолодження за потреби в майбутньому.
Зона високої щільності: для майбутніх серверних зон з високою щільністю (таких як сервери GPU, навчальні кімнати штучного інтелекту тощо) можна спланувати зони рідинного охолодження, щоб відповідати високим вимогам до розсіювання тепла, одночасно зменшуючи витрати енергії.
Гнучке поєднання: Залежно від навантаження та завдання можна застосувати схему охолодження, яка поєднує повітряне та рідинне охолодження, щоб досягти найвищої ефективності роботи та економії енергії.
Популярні Мітки: рідинна система охолодження в центрі обробки даних для штучного інтелекту, Китай, постачальники, виробники, фабрика, налаштоване, безкоштовний зразок, зроблено в Китаї
