Поскольку искусственный интеллект обеспечивает чрезвычайно высокую удельную мощность, операторы переходят к гибридным системам охлаждения, модульным конструкциям и более тесной системной интеграции для поддержания производительности, эффективности и надежности.

Поскольку нагрузки, связанные с искусственным интеллектом, приближают плотность размещения оборудования в стойках к мегаваттам, система охлаждения перестает быть вспомогательной – она становится самой системой.

Такова была тема совместной сессии на конференции Data Center World в Вашингтоне, округ Колумбия, с участием Фила Лоусона-Шэнкса, директора по инновациям и технологиям компании Aligned Data Centers, и Мауро Аталлы, старшего вице-президента и директора по технологиям и устойчивому развитию компании Trane Technologies.

То, что раньше было проблемой эксплуатации здания — отвода тепла из помещения — теперь стало проблемой проектирования системы, охватывающей кремниевые компоненты, гидравлические системы, системы управления и планирование рабочих нагрузок.

От отвода тепла до проектирования системы.

Лоусон-Шэнкс прямо заявила, что, хотя перегрев всегда был ограничивающим фактором при проектировании центров обработки данных, искусственный интеллект меняет как масштабы, так и характер этого перегрева.

«Мы переходим от десятков киловатт на стойку к сотням, а то и к мегаваттным стойкам», — сказал он. «Это полностью меняет подход к проектированию и эксплуатации объекта».

Традиционная модель развертывания инфраструктуры, передачи дата-зала и реагирования на изменения нагрузки рушится. Инфраструктура на основе искусственного интеллекта вынуждает к более тесной взаимосвязи между ИТ-системами и системами управления объектами.

Это включает в себя более глубокую интеграцию с системами управления зданиями и платформами DCIM, а в конечном итоге — прозрачность в работе планировщиков рабочих нагрузок.

«Нужно начать рассматривать все здание как единую систему, — сказала Лоусон-Шэнкс. — А не как отдельные слои, взаимодействующие друг с другом».

Резкий рост спроса и переход к новым технологиям

Аталла указал на столкновение роста спроса и технологических изменений. Операторы наращивают мощности, приближаясь к многогигаваттным электростанциям, одновременно меняя архитектуры охлаждения с воздушных на жидкостные и гибридные системы.

«У вас огромный спрос, давление со стороны сроков доставки и одновременно развивающиеся технологии, — сказал он. — По сути, вы меняете систему в процессе ее работы».

На охлаждение уже приходится примерно 20% энергопотребления центров обработки данных, что делает его одним из немногих способов одновременно расширить вычислительные мощности и снизить общее энергопотребление.

Это подтолкнуло поставщиков к системному подходу, начиная с уровня микросхемы.

«Источник тепла определяет всё», — сказал Аталла. «Мы уделяем одинаковое количество времени как разработчикам микросхем, так и операторам».

Гибридное охлаждение становится режимом по умолчанию.

Оба руководителя указали на гибридные воздушно-жидкостные архитектуры как на перспективу для достижения стабильного состояния в ближайшем будущем.

Ожидается, что однофазное жидкостное охлаждение будет поддерживать работу нескольких следующих поколений микросхем. Двухфазные системы находятся в стадии разработки, но по-прежнему ограничены сложностью и проблемами, связанными с хладагентами.

«В какой-то момент однофазного режима будет недостаточно, — сказал Аталла. — Но переход должен быть оправдан требованиями к микросхемам».

Лоусон-Шэнкс заявила, что операторы уже разрабатывают планы с учетом этой неопределенности.

«В нашей системе всегда были жидкостные контуры, — сказал он. — Теперь вопрос в том, как масштабировать их вместе с воздухом и адаптировать к изменению плотности».

Эта гибкость распространяется и на саму конструкцию помещений. Компания Aligned внедряет модульные архитектуры на основе рамок – объединяя стойки, электропитание и системы охлаждения в повторяющиеся блоки.

«Можно установить энергоблок мощностью от двух до трех мегаватт и масштабировать производство в зависимости от этого», — сказал Лоусон-Шэнкс.

Скорость охлаждения становится вопросом надежности.

Переход к жидкостному охлаждению создает все большую проблему, связанную со временем, в процессе эксплуатации. В то время как системы с воздушным охлаждением могут выдерживать перебои в работе в течение нескольких минут до достижения температурных пределов, системы с жидкостным охлаждением выдерживают перебои всего за несколько секунд.

«В случае с жидкостью такого буфера нет, — сказала Лоусон-Шэнкс. — Необходима немедленная непрерывность механической работы».

Это обуславливает новые требования к теплоотводу, включая резервуары для хранения и более тесную интеграцию с энергосистемами.

Это также меняет модель рисков между операторами и клиентами, особенно в отношении того, где заканчивается ответственность на уровне стойки. И по мере того, как системы становятся все более интегрированными, вопрос смещается с вопроса о возможности более жесткого контроля на вопрос о том, кто является их владельцем.

Аталла заявил, что технические барьеры в значительной степени решены.

«Это не технологическое ограничение, — сказал он во время сессии на конференции Data Center World. — Это философия проектирования и допустимый уровень риска».

Операторы уже объединяют телеметрические данные в централизованные платформы, предоставляя часть из них клиентам для обеспечения прозрачности. Однако двустороннее управление, при котором рабочие нагрузки влияют на охлаждение в режиме реального времени, по-прежнему ограничено.

«Если мы видим, какой будет объем работы, мы можем заранее организовать охлаждение», — сказала Лоусон-Шэнкс. «Но сегодня это возможно лишь в очень немногих условиях».

Экологичность в сочетании с эффективностью

Несмотря на возросшую сложность, оба руководителя утверждали, что устойчивое развитие и эффективность скорее сближаются, чем конкурируют.

«Сокращение потребления энергии имеет каскадный эффект, — сказал Аталла. — Здесь нет компромисса между производительностью и экологичностью».

Эта динамика стимулирует интерес к повторному использованию тепла, хотя внедрение по-прежнему зависит от географического региона.

В Европе примерами могут служить централизованное теплоснабжение и интеграция теплиц. В США же расстояние между центрами обработки данных и создаваемый ими спрос на тепло ограничивают эти возможности.

Тем не менее, Аталла представил центры обработки данных как «фабрики по производству тепла» — системы, которые в конечном итоге могут интегрироваться в более широкие энергетические экосистемы.

«Универсального решения не существует, — сказал Аталла. — Со временем оно стандартизируется, но сейчас все пробуют что-то немного другое».