کارشناسان استراتژی های خنک کننده مایع، چالش ها و بردهای سریع را تشریح می کنند | دانش مرکز داده

دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که دمای جهانی احتمالاً طی چند دهه آینده به طور پیوسته افزایش خواهد یافت. مدیران مرکز داده نیازی به این مدت طولانی نخواهند داشت. موج گرما به لطف جدیدترین پردازنده‌های گرافیکی، پردازنده‌های مرکزی و برنامه‌های هوش مصنوعی در حال حرکت است.

بیل کلیمن تاکید کرد: با رشد نیازهای هوش مصنوعی، اپراتورهای مراکز داده باید زیرساخت های خود را برای سازگاری با خوشه های سرور با چگالی بالا تطبیق دهند.، نویسنده گزارش وضعیت مرکز داده AFCOM.

اتفاقاً، Data Center World 2024 برخی از باهوش ترین ذهن ها را در ساخت تراشه و خنک کننده مایع گرد هم آورد تا دقیقاً به میزان گرمایی که می توانیم انتظار داشته باشیم، چگونه تراشه های نسل بعدی و هوش مصنوعی باعث ایجاد اختلال در زیرساخت مرکز داده می شوند و چگونگی استقرار مایع جدید را گرد هم آورد. راه‌حل‌های خنک‌کننده در کنار استراتژی‌های برق مناسب می‌توانند از گرمای شدید خلاص شوند.

گرگ استوور، مدیر جهانی توسعه فناوری پیشرفته در Vertiv، به عنوان مدیر یک پنل متشکل از بلندگوهای اینتل، انویدیا و ورتیو عمل کرد.

او گفت: «اختلال اینجاست. ما نمی توانیم گرما را تنها با هوا غلبه کنیم. اکثر مراکز داده طی چند سال آینده از 100% خنک کننده هوا به سیستم خنک کننده هوا/مایع هیبریدی عبور خواهند کرد.

محمد ترادت، دکتری، مدیر مرکز داده های مهندسی مکانیک در Nvidia، نموداری را نشان می دهد که رشد t را نشان می دهدقدرت طراحی حرارتی (TDP) برای ریزتراشه ها. تعداد وات هر پردازنده در مراحل اولیه افزایش از چند صد به بیش از 1000 وات است. او به تراشه جدیدی از شرکت خود اشاره کرد که می تواند 138 کیلووات را در یک رک تامین کند. چنین چگالی قفسه ای تنها با هوا خنک نمی ماند.

گفت: “TDP از سال 2020 افزایش یافته است.” Tradat. ما باید با استفاده از مایع در نقشه راه خنک کننده تجدید نظر کنیم.

او فناوری های تک فاز را محدود می داند. وی افزود، از سوی دیگر مبردهای دوفاز می توانند تا 200 کیلووات در هر رک یا بیشتر اعمال شوند.

ترادات گفت: انتقال از خنک کننده مایع تک فاز به خنک کننده دو فاز خیلی زودتر از خنک کننده مایع از هوا به خنک کننده مایع تک فاز اتفاق می افتد.

مقاوم سازی مراکز داده موجود برای مدیریت گرما

طراحی‌های مرکز داده در موقعیتی هستند که می‌توانند ساختارهای جدید را برنامه‌ریزی کنند و عملیات را با زیرساخت کامل خنک‌کننده مایع آغاز کنند. اکثر مراکز داده موجود چنین تجملی را ندارند. Tradat توصیه کرد که اپراتورها هر مایعی را که می توانند بر اساس محدودیت های طرح ها و فضای موجود معرفی کنند.

این ممکن است مستلزم معرفی واحدهای توزیع مایع خنک کننده (CDUs) مایع به هوا (L2A) باشد که مزایای خنک کننده مایع بدون نیاز به اجرای کامل آب تاسیسات. CDU ها خنک کننده مایع موضعی را در جایی که بیشتر مورد نیاز است فراهم می کنند و از سیستم های خنک کننده هوای موجود برای دفع گرما از قفسه یا ردیف استفاده می کنند.

Tradat گفت: “این فناوری را می توان به سرعت با حداقل اختلال در اکثر مراکز داده مستقر کرد.” اما به محض اینکه تراکم رک افزایش یابد، مدیران مرکز داده باید به فکر CDUهای مایع به مایع باشند.

او اضافه کرد که یک CDU 4U می تواند 100 کیلووات خنک کننده فراهم کند. اما صنعت خنک‌کننده مایع به استانداردهایی برای مبردها و فناوری‌های دو فازی نیاز دارد تا به راحتی وارد جریان اصلی شود.

روی کدام روش های خنک کننده مایع باید سرمایه گذاری کنید؟

دکتر Dev Kulkarni، مهندس ارشد و معمار حرارتی در اینتل، چهار رویکرد اصلی برای خنک‌سازی مایع و افکار سریع خود را در مورد هر کدام بیان کرد:

  • خنک کننده تک فاز مستقیم به تراشه – بالغ ترین فناوری مایع با گزینه های فراوان فروشنده
  • خنک کننده دو فاز مستقیم به تراشه – پتانسیل خنک کنندگی بیشتر اما با فروشندگان کمتر و بلوغ کمتر
  • خنک کننده غوطه وری تک فاز – مشکلات سازگاری مواد هنوز برطرف نشده است، اما بسیاری از فروشندگان در حال کار بر روی این هستند
  • خنک کننده غوطه وری دو فاز – نگرانی های جدی سیال، خوردگی و ایمنی باقی مانده است

کولکارنی گفت: “شما باید این راه حل های خنک کننده مختلف را بر اساس آنچه که می خواهید انجام دهید پیاده سازی کنید.” اما مهم است که به دو یا سه نسل آینده فکر کنیم. اگر تمام تلاش خود را فقط تک فاز انجام دهید، ممکن است متوجه شوید که باید در مدت کوتاهی برخی از زیرساخت ها را به فناوری های دو فاز تغییر دهید.

توصیه او این بود که به نقشه های راه سخت افزاری سیلیکونی و هوش مصنوعی توجه کنید و نیازهای شرکت و مشتریان خود را با آنها هماهنگ کنید. در عین حال، به اهداف زیست محیطی، اجتماعی و حاکمیتی (ESG) و اینکه چگونه می توانید استقرارهای خود را به سرعت گسترش دهید، توجه کنید.

او افزود، اما برای استقرار هوش مصنوعی منتظر نمانید. او به شما پیشنهاد می‌کند راهی پیدا کنید تا فوراً آن را معرفی کنید، در حالی که یک استقرار در مقیاس بزرگ‌تر را کشف می‌کنید. و در نهایت، او گفت برای پیدا کردن شرکای که می توانند با شما در هوش مصنوعی، خنک کننده، مقیاس پذیری و پایداری کار کنند.

یک ثانیه دور از فاجعه

استیو مادارا، معاون رئیس جمهور مراکز حرارتی و داده در Vertiv، شرکت کنندگان را در مورد برخی از واقعیت های فن آوری های خنک کننده مایع توضیح دادند.

اگر جریان مستقیم به تراشه بیش از یک ثانیه متوقف شود، یک سرور پرقدرت از کار می افتد. “قابلیت اطمینان باید بسیار مهم باشد.”

او توصیه کرد که حلقه‌های خنک‌کننده‌ای که به تراشه می‌روند روی یک سیستم منبع تغذیه اضطراری (UPS) قرار داده شوند تا هرگز برق را از دست ندهند – حتی اگر برق شبکه کاهش یابد. مادارا مثالی زد: اگر برق قطع شود و مرکز داده 15 ثانیه طول بکشد تا به برق ژنراتور منتقل شود، ممکن است یک دقیقه طول بکشد تا چیلر دوباره شروع به کار کند و سطح مطلوب خنک کننده را فراهم کند. در این میان، دمای آب آخرین نسل از سرورها تا 20 درجه سانتیگراد افزایش می یابد.

مادارا گفت: «یک بازی قابلیت اطمینان کامل در عرصه خنک کننده مایع در حال تکامل است.

او CDU های L2A را به عنوان ساده ترین فناوری خنک کننده مایع برای استقرار معرفی کرد. او گفت که اینها می توانند همین الان به مراکز داده قدیمی مراجعه کنند.

پیش بینی: گرمای بیشتر و مایع بیشتر

پیش‌بینی آب‌وهوای مرکز داده برای مدتی آینده، گرمای بسیار بیشتر و رک‌های بسیار متراکم‌تر در مرکز داده است. این به معنای خنک شدن مایع بیشتر نیز هست.

استوور گفت: «این روزها بیشتر درخواست‌های ما برای پخش مایعات برای سایت‌های قدیمی است. اما خروج گرما از تراشه یک طرف است. هنوز باید گرما را از ساختمان خارج کنید.»

این امر مستلزم یک نیروی هماهنگ برای افزودن فناوری‌های خنک‌کننده جدید، کاهش کارایی بیشتر از راه‌حل‌های خنک‌کننده و برق موجود و دستیابی به سطح بالاتری از پایداری است.

کورتنی مونرو، تحلیلگر در International Data Corp، گفت: «ارائه دهندگان مرکز داده باید محدوده چگالی فراتر از 10 تا 20 کیلووات/رک معمولی تا 70 کیلووات/رک و 200 تا 300 کیلووات/رک را تسهیل کنند. و استفاده از منابع انرژی پایدار و تجدیدپذیر.