NVIDIA do roku 2025 zvýši využitie tekutého chladenia na viac ako 20 %.

 

Miera penetrácie riešení na chladenie kvapalinou sa má výrazne zvýšiť, z približne 10 % v roku 2024 na viac ako 20 % do roku 2025. Podľa najnovšieho prieskumu TrendForce sa očakáva, že platforma NVIDIA Blackwell bude uvedená na trh v štvrtom štvrťroku, čo zvýši prijímanie kvapalných chladiacich riešení. Rastúce globálne povedomie o ESG spolu s CSP urýchľujúcimi nasadenie serverov AI uľahčuje prechod od chladenia vzduchom k chladeniu kvapalinou.

 

 

Na globálnom trhu serverov AI zostáva NVIDIA tento rok dominantným dodávateľom. V segmente serverov GPU AI si NVIDIA drží vedúce postavenie s podielom na trhu takmer 90 %, zatiaľ čo AMD zaostáva na úrovni približne 8 %. TrendForce poznamenáva, že hoci dodávky Blackwell od NVIDIA sú v súčasnosti malé kvôli prebiehajúcemu testovaniu dodávateľského reťazca, vysoká spotreba energie novej platformy – najmä riešenie namontované na stojane GB200 – si vyžaduje vyššiu účinnosť chladenia, čím sa pravdepodobne zvýši používanie chladenia kvapalinou. Nízky pomer chladenia kvapalinou v existujúcom serverovom ekosystéme však predstavuje výzvy, pretože ODM musia prejsť krivkou učenia, aby efektívne riešili problémy s únikom a chladením. TrendForce predpokladá, že do roku 2025 bude viac ako 80 % GPU na platforme Blackwell špičkových, čo podnieti spoločnosti dodávajúce energiu a chladenie, aby súťažili na trhu s AI kvapalinovým chladením, čo povedie k novej priemyselnej dynamike.

 

 

Google agresívne rozširuje riešenia tekutého chladenia

 

V posledných rokoch veľké americké cloudové spoločnosti ako Google, AWS a Microsoft rýchlo vybudovali servery AI primárne poháňané GPU NVIDIA a proprietárnymi ASIC. TrendForce uvádza, že skriňa NVIDIA GB200 NVL72 má tepelný dizajnový výkon (TDP) približne 140 kW, čo si vyžaduje riešenie chladenia kvapalinou, prevažne kvapalina-vzduch (L2A). Iné architektúry, ako sú servery HGX a MGX Blackwell, využívajú predovšetkým chladenie vzduchom kvôli nižšej hustote.

 

Pre cloudové spoločnosti, ktoré vyvíjajú svoje AI ASIC, spoločnosť Google TPU prijala riešenia chladenia vzduchom aj kvapalinou, čím sa stala lídrom v oblasti chladenia kvapalinou medzi americkými podnikmi. BOYD a Cooler Master sú kľúčovými dodávateľmi chladiacich platní. Čínska Alibaba je najagresívnejšia v rozširovaní kvapalinou chladených dátových centier, zatiaľ čo iné cloudové spoločnosti naďalej uprednostňujú vzduchové chladenie pre svoje AI ASIC.

 

TrendForce naznačuje, že cloudové spoločnosti určia kľúčových dodávateľov komponentov pre riešenie kvapalinového chladenia skrine GB200. Medzi primárnych dodávateľov chladiacich platní patria Qihong a Cooler Master, zatiaľ čo rozdeľovače pochádzajú od Cooler Master a Shuanghong a jednotky na distribúciu chladiva (CDU) dodávajú Vertiv a Delta. Obstarávaniu dôležitých nepriepustných komponentov, ako sú napríklad rýchle odpojovače (QD), naďalej dominujú zahraniční výrobcovia ako CPC, Parker Hannifin, Danfoss a Staubli.

 

▲ Dodávatelia kľúčových komponentov servera AI pre riešenia kvapalného chladenia

 

 

II Ako riešiť prehrievanie čipu AI? Preskúmajte 3 spôsoby chladenia servera

 

Predtým, ako sa ponoríme hlbšie do konkurencie chladenia, je nevyhnutné pochopiť primárne spôsoby chladenia, ktoré možno rozdeliť do troch typov: chladenie vzduchom, chladenie kvapalinou a chladenie ponorením.

 

1. Chladenie vzduchom: Stále veľmi žiadané

Chladenie vzduchom je najpoužívanejšia metóda chladenia v dátových centrách a podnikových serverových miestnostiach, ktorá sa podobá poskytovaniu chladného vzduchu na servery prostredníctvom ventilátorov, chladičov a tepelných trubíc. Na dosiahnutie optimálneho chladiaceho výkonu je potrebná pokročilá technológia chladenia vzduchom, ako sú parné komory (3D VC) kombinované s tepelnými trubicami a početnými ventilátormi. Zatiaľ čo zvýšené prúdenie vzduchu a rýchlosť zvyšujú konvekciu tepla, nadmerný hluk a vibrácie môžu negatívne ovplyvniť prostredie servera. Podľa Wu Junyinga, zástupcu generálneho riaditeľa, vzduchové chladenie si stále zachováva značný dopyt na trhu, pretože čipy H100 môžu byť adekvátne chladené vzduchom. S dodávkou čipov série GB sa však tempo zavádzania chladenia kvapalinou zrýchli.

 

2. Kvapalinové chladenie: hlavný trh, ktorý sledujú všetci predajcovia

Kvapalinové chladenie, tiež známe ako priame kvapalinové chladenie (DLC), možno ďalej rozdeliť na kvapalinu-vzduch a kvapalina-kvapalina.

Liquid-to-Air: Táto metóda využíva vodné chladiace rúrky na odvádzanie tepla z čipov, pričom ohriata voda sa posiela do ventilátorov v zadnej časti skrine, aby rozptýlila teplo. Chladenie kvapalina-vzduch je odpoveďou na fyzikálne limity vzduchového chladenia v existujúcich dátových centrách, pretože vyžaduje minimálne úpravy infraštruktúry serverovej miestnosti – chladenie môže zlepšiť len pridanie zadného ventilátora. V súčasnosti približne 60-70 % dátových centier stále používa tento spôsob chladenia. Avšak, zatiaľ čo kvapalina-vzduch je životaschopné riešenie, nie je optimálne; pridaná stena s ventilátorom môže zvýšiť hladinu hluku na 90-100 decibelov (ekvivalent rušnej ulice s hodnotou okolo 80 decibelov), čo sťažuje personálu pracovať v miestnosti dlhší čas.

 

Liquid-to-Liquid: Táto metóda zahŕňa uzavretie utesnených potrubí naplnených chladivom okolo komponentov servera generujúcich teplo. Teplo sa prenáša cez tepelné medené plechy do chladiacej kvapaliny, čo umožňuje cyklus výmeny horúcej a studenej kvapaliny. Na rozdiel od kvapalina-vzduch táto metóda nevyžaduje steny ventilátorov za serverovými skriňami, čo výrazne zlepšuje využitie priestoru a znižuje hladinu hluku. Špičkový GB200 NB072 od NVIDIA využíva chladenie kvapalina-kvapalina.

 

3. Ponorné chladenie: Svätý grál budúcnosti chladenia?

Ponorné chladenie zahŕňa ponorenie celých serverov do nevodivej kvapaliny, podobne ako horúci kúpeľ, čím sa účinne ochladia nielen čipy, ale aj CPU, pamäť a ďalšie elektronické komponenty v serveroch. Avšak problémy, ako sú environmentálne problémy súvisiace s ponornými kvapalinami, dlhodobými účinkami na elektronické súčiastky a prebiehajúca údržba, predstavujú značné výzvy. Dátové centrá zvažujúce imerzné riešenia musia tiež vyhodnotiť štrukturálnu integritu podláh budov a základnej infraštruktúry pre elektrické a vodné systémy. Implementácia ponorného chladenia si vyžaduje rozsiahle prepracovanie zariadenia, čo má za následok značné náklady.