Maken alle AI-computercentra gebruik van gesloten-vloeistofkoelsystemen?

Met de snelle uitbreiding van de training van grote taalmodellen, generatieve AI-inferentie en GPU-clusters met hoge{0}}dichtheid kunnen traditionele luchtkoeling en open verdampingskoeltorens niet langer voldoen aan de eisen op het gebied van thermisch beheer van moderne AI-computercentra.

 

Momenteel zijn er mainstream grootschalige- AI-supercomputerhubs, grootschalige AI-bases van cloudleveranciers endoor bedrijven zelf-gebouwde GPU-clustersallemaal nemenvloeistofkoeling met gesloten-lus als het standaard ondersteunende systeem, terwijl kleinschalige- lichtgewicht AI-computerruimten nog steeds luchtkoeling kunnen behouden als overgangsregeling. Gesloten-loopkoeling is de belangrijkste verplichte infrastructuur geworden voor AI-computerscenario's met hoge- belasting, en de volledige- populariseringstrend ervan is onomkeerbaar in de sector.

 

 

 

 

De fundamentele reden waarom gesloten-lussystemen dominerenAI-koeling liegtin de scherpe stijging van de hittebelasting van de spaanders. AI-chips van de nieuwe-generatie, zoals NVIDIA Blackwell, AMD MI300X en binnenlandse hoog-GPU's, hebben een thermisch vermogen van één-chip van meer dan 700 W, en een enkele standaardkast kan een thermische belasting van 80-150 kW dragen, wat ruimschoots de bovengrens van 10-20 kW van luchtgekoelde kasten overschrijdt.

 

Luchtkoeling is voor de overdracht van warmte afhankelijk van luchtconvectie, met een lage efficiëntie van de warmteoverdracht en een enorm energieverbruik van de ventilator, waardoor de totale PUE van het datacenter oploopt tot 1,3–1,5.

 

Vloeistofkoeling met gesloten-lus maakt gebruik van afgedichte pijpleidingen om koelvloeistof rechtstreeks naar koude platen te laten circuleren die aan chips zijn bevestigd, met een warmteoverdrachtsefficiëntie van meer dan 85%, waardoor het energieverbruik voor koelen met 30%-40% wordt verlaagd en de PUE onder de 1,1 wordt gebracht. Het nieuwste 45 graden warme gesloten-lussysteem van NVIDIA kan de PUE zelfs verlagen naar 1,08.

 

Dit energiebesparende voordeel- verlaagt rechtstreeks de bedrijfskosten van grote AI-bases:een AI-computing op super-schaal van 50 MWcenter kan meer dan 4 miljoen dollar aan jaarlijkse elektriciteitsrekeningen besparen na de overstap naar koeling met gesloten-kringloopcircuit.

 

 

 

 

 

De druk op de watervoorraden is een andere belangrijke drijfveer voor de volledige acceptatie van gesloten-lussystemen in AI-centra. Open koeltorens zijn voor de warmteafvoer afhankelijk van waterverdamping en verbruiken jaarlijks miljoenen liters zoet water per megawatt aan rekenkracht, wat leidt tot strikte wettelijke beperkingen in regio's met watertekort-.

 

Gesloten-koeling vormt twee onafhankelijke afgesloten cycli: het interne circuit dat de koude platen van de server met elkaar verbindtgesloten koeltorensis volledig geïsoleerd van de externe omgeving, waarbij de koelvloeistof één keer wordt gevuld en gedurende de hele levenscyclus wordt gerecycled, vrijwel geen verdampingsverlies tijdens normaal bedrijf.

 

Branchevoorbeelden, waaronder de OpenAI Stargate AI-trainingsbasis en het nieuwe{0}} computerpark van Microsoft, maken allemaal gebruik van een volledig gesloten--looparchitectuur, waardoor het jaarlijkse waterverbruik wordt teruggebracht tot het niveau van een klein restaurant, waardoor het pijnpunt van het waterverbruik van 'AI-watervarkens' fundamenteel wordt opgelost.

 

Gesloten koeltorens, afgestemd op het systeem, scheiden intern proceswater en extern sproeiwater via roestvrijstalen spoelen, zodat schoon circulerend water nooit in contact komt met stof, algen en onzuiverheden in de lucht. Hierdoor wordt kalkaanslag en corrosie van de koude platen van servers vermeden en wordt de levensduur van vloeistofkoelingsservers met meer dan 5 jaar verlengd in vergelijking met open systemen.

 

 

 

Gesloten-koeling zorgt ook voor stabiele bedrijfsomstandigheden die cruciaal zijn voor AI-computing. Voor de training van grote modellen is een ononderbroken, stabiele temperatuurregeling van 7 x 24 uur vereist; temperatuurschommelingen veroorzaken een verlaging van de GPU-frequentie, wat leidt tot trainingsonderbrekingen en enorm computerverlies.

 

De volledig afgedichte lus van gesloten-lussystemen is uitgerust met intelligente frequentieconversiepompen, temperatuursensormodules en automatische bypass-regeling, die de fluctuatie van de koelvloeistoftoevoertemperatuur het hele jaar door binnen ±0,5 graden kan houden.

 

In de lente, herfst en nachten met lage- temperaturen schakelt het systeem automatisch over naarnatuurlijke vrije koeling, het uitschakelen van koelmachines om het energieverbruik verder terug te dringen; in de zomer met hoge- temperaturen werkt het samen met aanvullende koeling om een ​​stabiele warmteafvoer te handhaven zonder te worden beïnvloed door stof,zand en hoge luchtvochtigheidin de externe omgeving.

 

Daarentegen zijn open koeltorens gevoelig voor vuilverstoppingen in pijpleidingen, waardoor regelmatige chemicaliëndosering en waterverversing nodig zijn, en de temperatuurstabiliteit is slecht, wat geen ononderbroken AI-trainingstaken op lange termijn- kan ondersteunen.

 

 

 

Niet alle AI-gerelateerde computerruimtes maken echter volledig gebruik van gesloten-koelsystemen. Klein-schaal edge AI-computerknooppunten, offline lichtgewicht inferentieapparatuur entestruimtes met lage-dichtheidmet een rackvermogen van minder dan 20 kW nog steeds luchtkoeling of eenvoudige open koeltorens gebruiken om de initiële investeringen onder controle te houden.

 

Dergelijke scenario's hebben een lage warmtebelasting, een korte continue bedrijfstijd en een lage gevoeligheid voor waterverbruik. Gesloten-lussystemen zullen dus buitensporige bouw- en onderhoudskosten met zich meebrengen.

 

Maar voor AI-computercentra op middelgrote en grote-schaal met meer dan 10 GPU-kasten hebben de nationale industriestandaarden voor intelligente rekencentra duidelijk gesloten-vloeistofkoeling als koelbronschema gekozen, en er zijn nieuwe supercomputerprojecten nodig voor de configuratiekoeling met gesloten-lustorens als standaard ondersteunende uitrusting.

 

 

 

 

 

Vanuit het perspectief van industriële iteratie is koeling met gesloten-kringloop de uniforme ontwerpstandaard van de mondiale AI-infrastructuur geworden. NVIDIA's DSX AI-fabrieksreferentieontwerp, de reguliere architectuur van cloudleveranciers, specificeert 100% volledig gesloten-vloeistofkoeling voor alle GPU-computerplatforms, waardoor ingebouwde-ingebouwde koelventilatoren van servers volledig worden geëlimineerd.

 

Huiselijkoost-data-west-computergebruik iIntelligente computerhubs, nieuwe AI-trainingsbases op energiegebied en computerplatforms voor farmaceutisch materiaal maken allemaal gebruik van een gesloten koeltoren die past bij vloeistofkoeling met gesloten-loopcircuit, waardoor de dubbele doelstellingen van energiebesparing, waterbesparing en high- computing met hoge dichtheid worden gerealiseerd.

 

Met de voortdurende verbetering van de AI-chipkracht is de drempel voor verplichte inzet vangesloten-lussystemenzal verder worden verlaagd, en tijdelijke luchtkoelingsschema's zullen geleidelijk worden geëlimineerd in middelgrote en grote computerscenario's.

 

 

 

Samenvattend kan worden gesteld dat kleinschalige AI-apparatuur tijdelijk gebruik kan maken van luchtkoeling, maar alle formele middelgrote en grote AI-computercentra, supertrainingsclusters en hyperscale intelligente computerhubs moeten gebruik maken vanvloeistofkoeling met gesloten-lussystemen ondersteund door gesloten koeltorens.

 

 

Deze oplossing lost drie kernpijnpunten op: hoge hittebelasting, overmatig waterverbruik en onstabiele temperatuurcontrole van AI-computing, en is het enige duurzame pad voor thermisch beheer geworden voor de grootschalige ontwikkeling van de kunstmatige intelligentie-industrie.