AIデータセンター冷却ソリューション：液体冷却とプレート式熱交換器が空気冷却の限界を超える方法

「 The くうきれいきゃくげんかい 人工知能インフラストラクチャにおける理論的なルートではなくなりました。ラックが従来の密度から40キロワット、70キロワット、さらには高度な構成で約120キロワットにまで跳ね上がることができると、気流だけで高価になり、騒々しくなり、拡張が困難になります。あなたは温度に対抗しているだけではありません。継続的な計算出力、ファンエネルギー、設置面積を同時に保護します。これは、液体冷却がオプションのアップグレードから現代の人工知能データセンターの設計要件に変更された理由です。

もしあなたがこの転換のためにホットハードウェアを購入しているならば、真剣に考えるべき会社は グラノ2015年に設立され、プレート式熱交換器、関連部品、メンテナンスサービスに専念 能力 設計、製造、テスト、スペアパーツ、およびアフターサポートをカバーします。人工知能冷却プロジェクトはスイッチを購入するだけではないので、あなたにとっては重要です。コンパクトなラック側ハードウェア、より大きな施設側ユニット、クリーニング戦略、材料、将来の拡張を支援するベンダーが必要です。この意味では、半田付けと取り外し可能なプレート式熱交換器ソリューション、およびサービスサポートを提供する実用的なパートナーです。したがって、液体回路はリフレッシュサイクルごとに再構築するのではなく、計算計画に従って成長することができます。

なぜAIデータセンターの空冷限界はこんなに速く来るのか

人工知能が熱問題を変化させる速度は、ほとんどの建物が熱問題を変化させるよりも速い。広く引用されている業界モデルによると、従来の企業とクラウドラックの平均電力は約10キロワットだったが、加速システムはラック密度を2022年に約25キロワット、2023年に40キロワット、2024年に72キロワットに向上させた。現在のラッククラスAIシステムのコモンベンダードキュメントには、約120キロワットのラック消費電力がリストされています。この点で、機械室、可動床気流、ラック内ファン戦略が直面するデューティサイクルは、設計目標とは大きく異なります。

共通ソースの代表的な密度データ

出所：シュナイダー電気業界分析とNVIDIA公式システム文書。Schneiderの設計計画データは近似的なラック密度参照であり、NVIDIAのデータは製品固有のラック電力値である。

熱は温度を上げるだけではないので、これは重要です。シリコンが熱限界に達すると、性能も低下します。インテルによると、温度がプロセッサーの制限を超えると、スロットルはクロック速度を低下させ、NVIDIAではGPUホットスロットルがオーバーヒートを防ぐためにクロック周波数を低下させることを記録している。言い換えれば、冷却不足は信頼性を脅かすだけでなく、これにより、お支払いいただいた計算費用を直接削減することができます。

あなたが近づくと くうきれいきゃくげんかい、より多くのガス流停止を追加することは、クリーンなソリューションです。ASHRAEによると、デザイナーはかつて20 ~ 30キロワットのキャビネットを天井に近づけて空気冷却すると考えていたが、比較的新しい空冷製品は主要な気流推進、より高いファン電力、より低い冷却効率を通じてのみ約40 ~ 50キロワットに達することができるという。これは人工知能オペレータにとって警告です：空気は依然として引き伸ばされることができて、しかし空気を引き伸ばすコストは急速に上昇することができます。

液体冷却が熱方程式を変える理由

これは液体冷却がもはやトレンドではない場所である。ASHRAEによると、水の熱容量は空気の3500倍以上である。これは、同じ環境では、水が密集した電子機器から空気よりもはるかに多い熱を持ち去ることができる理由である。この物理的な利点は、設計ロジック全体を変えます。あなたは部屋にすべてのワットを消費させるのではなく、ほとんどの熱を熱源の近くの液体回路に直接移します。

実践の中で、これはあなたに3つのビジネス上の利点を与えました。まず、プロセッサーを持続的なピークパフォーマンスに近づけることができます。これは、熱が室内空気だけでなく、チップまたはラックループから除去されるためです。次に、大規模な内部ファンと大規模な空気処理装置への依存性を減らすことができます。第3に、スペースを迷路のようなガス流ソリューションに変えることなく、ラック密度を高めることができます。これは、人工知能の配備が明らかになると、液体冷却が最も直接的な答えになる理由です。 くうきれいきゃくげんかい オンサイトで操作中。

ろう付け板式熱交換器をラックの水平に設置する

熱を液体に移すと、問題は非常にコンパクトな空間で、回路間で効率的に熱を伝達する方法になります。ラックまたは密接に結合されたレベルで 溶接された版熱交換器 スペースが限られているので、熱応答が速くなければなりません。

ろう付けユニットは、取り外し可能なガスケットフレームに依存するのではなく、コンパクトコアに接続された金属板を使用します。これは、設置面積が小さく、炉心内のシール界面が少なく、高圧、高温環境に最適であることを意味します。アップロードされた製品データによると、この製品ラインは40 MPaまでの作動圧力と300°Cまでの作動温度をサポートし、構造がコンパクトで熱伝達効率が高いことを維持している。これらは、人工知能のワークロードの変化が速く、熱回路が遅れに耐えられない場合に有用な特徴です。

もしあなたのデザインが乗り越えられたら くうきれいきゃくげんかいこのコンパクトな熱交換器は、別の層のファン駆動補償よりも価値があります。できるだけ小さな筐体で熱をすばやく伝達したい、特にCDU隣接またはこじ開け統合レイアウトでは。現代の液冷ラックシステムも漏洩検出をコア信頼性機能と見なしており、これは業界が現在、液環の完全性を重視していることを示している。ろう付けコアは良好な回路設計の必要性を解消することはできませんが、熱交換器コア内部のガスケットに関連するメンテナンスポイントを確実に解消します。

施設レベルでの取り外し可能なプレート式熱交換器の取り付け

ラック冷却では一部の問題が解決されました。二次回路から建築回路、乾式冷却器、または冷却塔パスに熱を移す必要があります。これがaです プレート熱交換器 より良い選択になります。

施設面では、優先事項が変わります。コンパクトな敷地面積は依然として重要ですが、保守性と拡張性はさらに重要です。アップロードされた材料に基づいて、取り外し可能なプレート式熱交換器の生産ラインは5000平方メートルの熱交換面積、25 MPaの作動圧力、200°Cの作動温度をサポートしている。さらに重要なことに、装置は開けて清掃することができ、負荷の増加に伴って皿を追加または除去することができる。人工知能施設にとって、この柔軟性は実用的である。クラスタから開始して、熱インタフェース全体を交換することなく冷却能力を拡張できます。

鉱物の規模と水質のドリフトは本当の施設問題であり、特に大きなループ上にある。アップロードされた技術材料はまた、汚れが熱性能を低下させると、取り外し可能なユニットが分解、検査、化学的洗浄を容易にすることを強調している。これにより、初期効率を高めるだけでなく、数ヶ月の現場作業後に効率を回復する必要があります。

AI冷却回路選択の製品比較

出典：アップロードされた製品資料。

最終的なポイント

人工知能インフラストラクチャの場合 くうきれいきゃくげんかい これは一時的な不便ではない。これは、計算密度に応じてガス流が停止し経済的にスケーリングされる点です。液体冷却は熱をより効率的に移動させることでこれを変更し、プレート式熱交換器は液体アーキテクチャをラックレベルと施設レベルの両方で実用的にします。もしあなた 欲しい 密度の高いラック、安定したパフォーマンス、よりクリーンな拡張、長期的なメンテナンスが可能な冷却システム、勝利の戦略はより多くの空気ではありません。これはより良い伝熱経路です。

FAQについて

Q：人工知能データセンターの空冷限界はどのくらいですか。

入口温度の監視は、問題を早期に検出します AI環境では くうきれいきゃくげんかい ファンの電力、気流の複雑性、または性能のリスクがあまりない場合、純空気冷却は熱を効果的に除去することができなくなります。ASHRAEによると、空冷天井に近いキャビネットは約20 ~ 30キロワットと考えられていたが、より先進的な空冷製品はその後約40 ~ 50キロワットにプッシュされたが、冷却コストが上昇し、効率が低下した。

Q：空気冷却から液体冷却に切り替えるべき時期は？

入口温度の監視は、問題を早期に検出します ラック計画が予想に近づくと、液体冷却を真剣に評価する必要があります くうきれいきゃくげんかい特に、GPUのワークロードが継続的に重くなり、ファンの消費電力が上昇するか、将来的に密度が拡大すると予想される場合。先進的な人工知能の導入では、業界の計画データは平均約10 kWのラックから40 kW、72 kW、さらには約120 kWのラックレベルシステムに移行しています。

Q：1つのプロジェクトでろう付けと取り外し可能なプレート式熱交換器を同時に使用するのはなぜですか。

入口温度の監視は、問題を早期に検出します 異なる問題を解決しているからです。コンパクトなサイズとラックループ付近の急速な熱伝達が必要な場合は、半田付けプレート式熱交換器の方が優れています。取り外し可能なプレート式熱交換器は、より広い面積の熱交換、より容易な清掃、および設備の増加に伴ってプレートを追加することができる必要がある場合に便利です。これらを併用することで、より柔軟な液体冷却アーキテクチャを作成できます。