По мере расширения центров обработки данных высокой плотности на базе искусственного интеллекта жидкостное охлаждение ЦОД становится необходимым условием для управления нагревом графических процессоров, однако предоставление совету директоров экономического обоснования по-прежнему имеет решающее значение.
Высокоплотные центры обработки данных с высокопроизводительными графическими процессорами меняют то, как работает мир, высвобождая мощь ИИ. Они также высвобождают кое-что еще — огромное количество тепла. Единственный способ охладить энергоемкие стойки графических процессоров в этих центрах обработки данных — это жидкость. Но развертывание систем жидкостного охлаждения может сначала потребовать решения проблем, которые финансовые директора и члены совета директоров испытывают по поводу этой технологии.
Системы жидкостного охлаждения, необходимые для центров обработки данных высокой плотности, требуют более высоких первоначальных затрат, чем системы воздушного охлаждения, используемые в традиционных центрах обработки данных. Также существуют опасения по поводу использования воды , поскольку крупнейшие центры обработки данных способны потреблять миллионы галлонов воды в день. А для некоторых идея подачи жидкости в пустое пространство может показаться нелогичной и рискованной после попыток не допустить ее попадания туда на протяжении десятилетий.
Группы по эксплуатации объекта могут развеять эти опасения, разработав экономическое обоснование для жидкостного охлаждения, в котором будет доказана необходимость жидкостного охлаждения и учтена ценность передовых методов проектирования.
Установление необходимости жидкостного охлаждения
Некоторые лидеры полагают, что высокопроизводительные стойки GPU, используемые для рабочих нагрузок ИИ, можно просто поместить в традиционную инфраструктуру центра обработки данных. Но системы воздушного охлаждения, используемые в традиционных центрах обработки данных, с трудом справляются с задачей, когда плотность мощности превышает 15-20 кВт на стойку. С другой стороны, теплопроводность жидкости в 15-25 раз выше , чем у воздуха.
Проще говоря, для надежной работы центра обработки данных высокой плотности требуется столь же надежное решение для жидкостного охлаждения. Это решение может быть замкнутым циклом для минимизации потерь воды с использованием одного из трех подходов к проектированию:
-
При прямом охлаждении кристалла вода подается на радиатор или охлаждающую пластину внутри ИТ-оборудования для отвода тепла.
-
Теплообменники на задней двери собирают горячий воздух от ИТ-оборудования на змеевике (до того, как горячий воздух попадет в свободное пространство), а затем передают тепло воде.
-
При иммерсионном охлаждении ИТ-системы погружаются в непроводящую жидкость для поглощения тепла, а затем с помощью теплообменника отводится тепло.
Какой бы подход к проектированию ни использовался, он должен быть спроектирован в сочетании с инфраструктурой GPU, чтобы помочь убедиться, что он построен для обеспечения правильной производительности охлаждения. Так же важно, как знать, сколько энергии будет потреблять GPU, например, знать, сколько охлаждения он будет потреблять. Расширенное планирование также может помочь выявить критические проблемы на ранней стадии, например, есть ли в здании существующая емкость охлажденной воды для поддержки системы жидкостного охлаждения.
Реальная стоимость жидкостного охлаждения в центре обработки данных
Если руководители рассматривают только влияние CapEx на систему жидкостного охлаждения, они упускают общую картину. Жидкостное охлаждение может обеспечить экономию OpEx, которая может потенциально окупить инвестиции CapEx менее чем за два года.
Например, мощность, используемая парой охлаждающих распределительных устройств для циркуляции воды, составляет лишь часть того, сколько энергии потребляет стена вентиляторов для охлаждения помещения. Системы жидкостного охлаждения также работают в более узконаправленном диапазоне, охлаждая только те области ИТ-инфраструктуры, где вырабатывается тепло, а не все помещение. И за каждый градус повышения температуры в помещении центры обработки данных могут получить экономию энергии в размере 1–2% .
Если системы жидкостного охлаждения необходимо развернуть в нескольких центрах обработки данных, то нейтральная по отношению к поставщику основа проектирования также может обеспечить экономию. Это подразумевает создание стандартизированного проекта, который обеспечивает схожие характеристики производительности в различных местах, при этом сводя к минимуму доработку для каждого развертывания. Это также подбирает правильные технологии поставщика к экологическим и эксплуатационным потребностям центра обработки данных, а не навязывает конкретные технологии поставщика в центре обработки данных.
Раскрытие возможностей для упрощения
Системы жидкостного охлаждения не должны быть обузой для организации. На протяжении всего срока службы этих систем существуют возможности для упрощения их развертывания, использования и обслуживания — все это сводит к минимуму требования к персоналу.
Для начала, партнер, имеющий опыт в развертывании технологий жидкостного охлаждения, может помочь компаниям во всем, от оценки инфраструктуры их объекта до планирования и проектирования индивидуальной системы жидкостного охлаждения, поиска и поставки технологий. Этот же партнер может также взять на себя ключевые задачи по упрощению развертывания, например, хранение предварительно приобретенных компонентов, чтобы они не простаивали в центре обработки данных компании, где они могут быть повреждены или украдены.
Данные из системы жидкостного охлаждения также могут быть интегрированы таким образом, чтобы наилучшим образом обслуживать людей, ответственных за ее мониторинг и обслуживание. Если это, например, группа эксплуатации объекта, данные могут быть интегрированы в их систему управления зданием или систему автоматизации. Это может позволить группе легко следить за системой жидкостного охлаждения, как они это делают с любой другой системой здания.
Переходим к жидкостному охлаждению
Обосновав необходимость жидкостного охлаждения и продемонстрировав экономию и эффективность, которые оно может обеспечить, команды центров обработки данных могут создать убедительные доводы в пользу жидкостного охлаждения и защитить свои дорогостоящие, энергоемкие стойки с графическими процессорами на долгие годы с помощью лучшей доступной технологии.