Tidigare använde de flesta datacenter luftkylda kylflänsar för att avleda värme och säkerställa stabil leverans av datorkraft. Utvecklingen av artificiell intelligens kräver allt högre datorkraft och värmen som genereras av processorer växer. Den luftkylda kylflänsen klarar inte längre belastningen, så vätskekylning har gradvis blivit mainstream-trenden.
Med accelerationen av artificiell intelligensapplikationer, är efterfrågan på vätskekylda servrar brådskande?
Den akuta efterfrågan på vätskekylningssystem inom artificiell intelligens (AI) beror främst på de extremt höga hårdvaruprestandakraven för AI-beräkningsuppgifter, särskilt inom djupinlärning, storskalig nätverksutbildning och slutledning, där beräkningsintensitet och energiförbrukning är mycket hög .
Högt behov av datorkraft:AI, särskilt djupinlärning, kräver extremt hög datorkraft från hårdvara, vilket resulterar i en stor mängd värme som genereras av hårdvaran under drift.
Långvarig drift med hög belastning:AI-uppgifter kräver ofta långvarig drift med hög belastning, och vätskekylning kan avleda värme mer effektivt, vilket säkerställer att utrustningen inte överhettas under långvarig drift.
Hårdvaradensitet och miniatyrisering:Vätskekylningssystem stöder hårdvarukonfigurationer med högre densitet, förbättrar utrymmesutnyttjandet och hanterar effektivt värme i begränsade utrymmen.
Energieffektivitet och hållbarhet:Den effektiva värmeavledningen av vätskekylningssystem hjälper till att minska energiförbrukningen och koldioxidutsläppen från datacenter, vilket förbättrar hållbarheten.
Därför, med den ökande efterfrågan på AI-datorer, har vätskekylningsteknik blivit en av nyckelteknologierna för att säkerställa stabil och effektiv drift av AI-hårdvara, särskilt i hög belastning, långvarig drift och storskaliga datacentermiljöer.
Vilka är formerna för vätskekylning?
·Direkt vätskekylning (DLC):Denna metod använder kylvätska för att direkt kontakta värmekällan för komponenter som serverns CPU och GPU. Vätskan strömmar genom kylplattan (värmeväxlaren) och absorberar direkt värme och leder sedan värmen till utsidan av kylsystemet genom kylrörledningen. Vätskekylningsmetoden förbättrar värmeledningseffektiviteten avsevärt och kan effektivt upprätthålla hårdvarustabilitet i datormiljöer med hög densitet.
··Immersionskylning: Immersionskylning är processen att sänka ner hela servern eller datorhårdvaran i en speciell isolerande vätska. Denna vätska kan effektivt absorbera och ta bort värme utan behov av komplexa värmeväxlare. Nedsänkt vätskekylningssystem kan avsevärt öka servrarnas densitet samtidigt som värmen hanteras effektivt.
··Indirekt vätskekylning: I denna metod finns det en värmeväxlare mellan kylvätskan och serverns hårdvara, där kylvätskan tar bort värme och hårdvaran kommer i direkt kontakt med värmeväxlaren. Denna metod är lämplig för vissa speciella applikationsscenarier där kylvätskan inte direkt kommer i kontakt med utrustningen, men ändå effektivt kan leda värme.
Hur kan befintliga datacenter stödja distributionen av AI-servrar med hög densitet med vätskekylning?
För att stödja utbyggnaden av AI-servrar med hög densitet med vätskekylning måste befintliga datacenter genomgå en rad renoveringar och optimeringar. Dessa renoveringar innebär vanligtvis justeringar av fysiska anläggningar, kylsystem, energiförsörjning och serverkonfigurationer. Följande är de viktigaste kraven och stegen:
1. Justering av utrymme och layout
Utformning av utrymmen: System för vätskekylning kräver vanligtvis särskilda ställ eller utrymmen för att installera kylanordningar, såsom kylvätskedistributionssystem och kylplattor. Befintliga datacenter kan behöva planera om racklayouter för att effektivt integrera dessa nya system i befintliga anläggningar.
Konfiguration med hög densitet: AI kräver vanligtvis ett serverkluster med hög densitet, särskilt GPU-servrar. För att anpassa sig till detta måste datacenter tillhandahålla mer rackutrymme eller högre densitetsrack för att rymma ytterligare kylutrustning.
2. Integration av vätskekylningsteknik
För att kunna anpassa sig till direktkylning behöver befintliga datacenter installera gränssnitt för vätskekylning i servrar och rack, och säkerställa att vätskekylningssystemet är kompatibelt med traditionella luftkylda system.
3. Energihushållning och förbättring av kylsystem
Energiförsörjning: Vätskekylsystem kan vara effektivare än traditionella luftkonditioneringssystem, men kräver fortfarande ytterligare kraft för att stödja flödet av kylvätska, pumpar och värmeväxlarutrustning. Därför kan datacenter behöva stärka strömförsörjningen, UPS (avbrottsfri strömförsörjning) och reservkraftsystem för att säkerställa en stabil drift av kylsystemen.
Värmeåtervinning och hantering: Vätskekylning hjälper till att hantera värmen mer effektivt eftersom den är effektivare än luftkylning och kan överföra värme mer centralt till kylsystemet. För befintliga datacenter kan det bli nödvändigt att förstärka värmeåtervinningsanläggningar för att återanvända den värme som avleds, till exempel för uppvärmning av kontorsytor.
4. Automatisering och övervakning av kylsystem
Intelligent kylhanteringssystem: Med utbyggnaden av vätskekylning kommer hanteringen av kylsystem att bli mer komplex. Datacenter kan distribuera intelligenta kylhanteringssystem baserade på sensorer och dataanalys, som kan övervaka servertemperatur, vätskeflöde, tryck och andra parametrar i realtid, automatiskt justera kylvätskeflödeshastighet och temperatur för att säkerställa bästa kyleffekt.
Läcksökning och säkerhet: Vätskekylsystem måste ha omfattande läckagedetektering och skyddsåtgärder. Befintliga datacenter måste installera läckageövervakningssensorer och vidta nödvändiga nödåtgärder för att undvika hårdvaruskador orsakade av vätskeläckor.
5. Efterlevnad och miljöpåverkan
Överensstämmelsekrav: System för vätskekylning måste följa industrisäkerhetsstandarder, miljöföreskrifter och policyer för användning av ren energi. Datacentret måste säkerställa att vätskekylningssystemet överensstämmer med lokala miljö-, brand- och byggregler.
Miljövänlighet: Jämfört med traditionell luftkylning är flytande kylsystem mer energieffektiva och miljövänliga. Därför kan vätskekylning bidra till att förbättra energieffektiviteten (PUE) i datacenter och minska deras koldioxidavtryck.
6. Systemuppgradering och expansion
Kompatibilitet med befintliga system: För befintliga datacenter är det nödvändigt att säkerställa att vätskekylsystemet är kompatibelt med befintlig IT-utrustning och kraftsystem under renoveringsprocessen. Om det är en storskalig utbyggnad kan det bli nödvändigt att öka kapaciteten på kylinfrastruktur och IT-infrastruktur.
Gradvis övergång: Eftersom införandet av vätskekylning kan kräva tid och investeringar, kan en gradvis övergång övervägas genom att ersätta högdensitetsberäkningsuppgifter eller servrar i specifika områden med vätskekylningsutrustning först, och sedan främja det fullt ut efter att systemet har stabiliserats
Hur ska operatörer planera kombinationen av luftkylda och vätskekylda servrar när de bygger nya datacenter?
Vid konstruktion av nya datacenter bör operatörer planera kombinationen av luftkylda och vätskekylda servrar rimligt baserat på olika belastningstyper, energieffektivitetskrav, kylbehov och framtida skalbarhetsfaktorer. Här är några viktiga överväganden och planeringsförslag:
1. Lastdensitet och beräkningskrav
Beräkningsuppgifter med hög densitet (AI, big data, GPU-intensiva uppgifter): För dessa uppgifter krävs vanligtvis effektivare värmeavledningsmetoder. Vätskekylningssystem (särskilt direkt vätskekylning, DLC) ger bättre termiska hanteringseffekter, stödjer effektivt datorbehov med hög densitet och säkerställer stabil drift av utrustningen. Därför, för servrar som bär högbelastningsuppgifter som AI, maskininlärning och big data-analys, rekommenderas det att prioritera vätskekylningsteknik.
Uppgifter med låg till medeldensitet: För vissa traditionella applikationer med lätt belastning och låg beräkningstäthet (som webbtjänster, fillagring, etc.), räcker luftkylda system för att uppfylla kraven och har relativt låga driftsättningskostnader. Därför kan luftkylda servrar användas under dessa belastningar.
2. Energieffektivitet och driftskostnader
Fördelar med vätskekylning: På grund av dess högre värmeöverföringseffektivitet kan vätskekylningssystem mer effektivt ta bort värme från servrar jämfört med traditionella luftkylningssystem, och därigenom minska belastningen på luftkonditionering och traditionell kylutrustning. Därför har vätskekylningssystem högre energieffektivitet och lägre PUE (Energy Usage Efficiency Ratio), vilket avsevärt kan minska driftskostnaderna för datacenter, särskilt för långsiktiga verksamhetsmål.
Fördelar med luftkylning: Luftkylningssystem har lägre initiala investeringar och relativt enkelt underhåll och hantering, så för laster med mindre stränga energieffektivitetskrav kan luftkylningssystem vara mer kostnadseffektiva. Särskilt i de tidiga stadierna av datacenter kan användning av luftkylningssystem minska byggkostnaderna.
3. Skalbarhet och flexibilitet
Modulär design: När man bygger ett nytt datacenter kan modulär design övervägas, vilket innebär att man installerar luftkylda och vätskekylda servrar i olika zoner enligt olika belastningstyper och kylbehov. Till exempel designa områden med hög densitet och hög belastning som vätskekylningszoner, samtidigt som traditionella områden med låg densitet utformas som luftkylda zoner. Detta kan möta behoven för olika datoruppgifter utan att kräva ett enhetligt val av kylmetod för hela datacentret.
Skalbarhetsöverväganden: Med tillväxten av AI och datorintensiva applikationer kan belastningen på datacenter förändras. I det inledande skedet kan en blandad konfiguration av luftkylning och vätskekylning väljas efter behov, och när beräkningsbelastningen ökar kan vätskekylningssystemet gradvis utökas. Genom flexibel design kan kylmetoden anpassas efter förändringar i lasten i framtiden.
4. Kombination och samverkan av kylsystem
Luftkylning och vätskekylning fungerar tillsammans: I många fall är luftkylning och vätskekylningssystem inte helt motsatta, de kan fungera tillsammans. Till exempel, i de flesta datacenter, kan flytande kylsystem användas för att kyla högdensitetsdatorutrustning såsom GPU:er och AI-servrar, medan luftkylning används för att kyla lågbelastningsutrustningsområden. På detta sätt kan det luftkylda systemet fungera som ett extra kylsystem för vätskekylsystemet, vilket säkerställer den övergripande temperaturkontrolleffektiviteten för datacentret.
Kombinationen av indirekt vätskekylning och direkt vätskekylning: Vid valet av vätskekylning kan även en kombination av indirekt vätskekylning (ILC) och direkt vätskekylning (DLC) övervägas. Indirekt vätskekylning används vanligtvis för att kyla hela luften i datorrummet, medan direkt vätskekylning används för specifika högpresterande servrar. Kombinationen av de två kan optimera utbyggnaden av vätskekylningssystem och minska investeringsriskerna.
5. Energiförsörjning och miljöhänsyn
Förnybar energi och gröna datacenter: System för flytande kylning kan avsevärt förbättra energieffektiviteten, minska användningen av luftkylningssystem och hjälpa datacenter att minska energiförbrukningen. När man planerar kombinationen av vätskekylning och luftkylning bör därför prioritet ges åt utbyggnaden av vätskekylning, särskilt om datacentret förlitar sig på förnybara energikällor som sol- och vindkraft för drift. Vätskekylsystem kan använda dessa energikällor mer effektivt.
Miljöskydd och efterlevnad: Vätskekylningssystem använder vanligtvis kylvätska med slutet kretslopp, vilket inte bara förbättrar energieffektiviteten utan också minskar köldmediernas påverkan på miljön. Därför, när man står inför miljöbestämmelser som REACH eller F-Gas i Europa, kan flytande kylning vara ett mer hållbart val.
6. Övervägande av kylinfrastruktur och stödjande anläggningar
Konfigurationen av vattenkylning och vätskekylning: Vätskekylningssystem kräver vanligtvis infrastrukturstöd för vattenkylning eller andra kylvätskor. Datacenter bör säkerställa tillförlitligheten hos vattenkällor under design, särskilt i områden med vattenbrist där effektiviteten hos vattencirkulationssystem eller användningen av förnybara kylvätskor måste beaktas.
Kylenheter och distribution: Datacenter kan kräva ytterligare kylenheter (som kyltorn, värmeväxlare, vätskepumpar etc.) för att stödja vätskekylsystem. Vid design är det nödvändigt att överväga hur man effektivt integrerar dessa faciliteter och flexibelt justerar temperaturen i hela datacentret när man använder luftkylning.
7. Marknadstrender och teknisk utveckling
Anpassning av framtida teknologier: Den snabba utvecklingen av AI och högpresterande beräkningar kräver att datacenter har förmågan att anpassa sig flexibelt. Den fortsatta mognaden och kostnadsminskningen för vätskekylningsteknik kan göra den mainstream i framtiden, medan luftkylning fortfarande kan behålla sin position i vissa lågdensitetstillämpningar. Därför bör datacenter beakta framtida tekniska trender när de konstruerar och väljer kyllösningar som är lämpliga för långsiktiga utvecklingsplaner.
8. Förslag till övergripande planering
Inledande skede: Det rekommenderas att prioritera användningen av luftkylda system och reservera utrymme och gränssnitt för eventuellt införande av vätskekylningssystem i framtiden. Till exempel att reservera gränssnitt för vätskekylningsrörledningar vid design av rack, eller designa modulära rack som möjliggör utbyte eller uppgradering av kylsystem vid behov i framtiden.
Område med hög densitet: För framtida serverområden med hög densitet (såsom GPU-servrar, AI-utbildningsrum, etc.) kan vätskekylningsområden planeras för att uppfylla deras höga krav på värmeavledning samtidigt som energisvinnet minskar.
Flexibel kombination: Beroende på belastning och uppgift kan ett kylsystem som kombinerar luftkylning och vätskekylning användas för att uppnå högsta driftseffektivitet och energibesparingar.
Populära Taggar: vätskekylningssystem i datacentral för ai, Kina, leverantörer, tillverkare, fabrik, anpassat, gratisprov, tillverkat i Kina
