مراكز البيانات تدخل عصر التبريد السائل

 

حاليًا، يتم تخصيص 46% من الكهرباء التي تستخدمها مراكز البيانات النموذجية لتبريد الهواء.

 

صرحت Dell وSupermicro أنه من خلال استخدام التبريد السائل مباشرة على وحدات معالجة الرسومات داخل الحامل، يمكنهم تقليل استهلاك طاقة مركز البيانات بمقدار الثلث. صرح موردو الرفوف لـ EE Times أنه من خلال استبدال حلول تبريد الهواء السائدة في مراكز البيانات اليوم، فإن التبريد السائل سيمكن المشغلين من التركيز بشكل أكبر على الحوسبة بدلاً من تكييف الهواء.

 

 

الذكاء الاصطناعي يقود هذا الطلب. مع بدء مراكز البيانات واسعة النطاق التي تم إنشاؤها حديثًا في جميع أنحاء العالم في الضغط على شبكة الطاقة، فإن احتمال زيادة كفاءة الطاقة يحذو حذوها.

 

تُعد شركتا Dell وSupermicro من الموردين الرئيسيين للحوامل المتطورة المبردة بالسوائل لمراكز البيانات، وقد عملتا على زيادة الإنتاج لتلبية الزيادات المتوقعة في الطلب. تشير شركة Supermicro إلى أنها تستطيع توفير ما يزيد عن 1,{3}} من الرفوف على مستوى العالم كل شهر.

 

قال فيك ماليالا، نائب رئيس شركة Supermicro للتكنولوجيا والذكاء الاصطناعي، لـ EE Times: "يمكننا توقع التقنيات التي سيطلقها شركاؤنا، سواء كانت Intel أو AMD أو Nvidia، بالإضافة إلى شركات الشبكات مثل Broadcom وIntel. نحن نتعاون معهم ونعمل على ثم قم بمراجعة خرائط الطريق الخاصة بهم."

 

قامت الشركات المصنعة لوحدة معالجة الرسومات مثل Nvidia بإنشاء تصميمات مرجعية للألواح الباردة والمشتتات الحرارية، والتي تتبناها Dell وSupermicro عن كثب.

 

صرح تيم شيد، الخبير الهندسي لشركة Dell، لـ EE Times، "نريد التأكد من أن أي منتجات نقوم بتصميمها مدعومة ومدعومة من قبل الشركات المصنعة للرقائق. لقد أضفنا ميزات خاصة تراكمت على مر السنين في الصناعة، مثل تقنية اكتشاف التسرب الخاصة لحماية العملاء والخوادم."

 

تدعي شركة Supermicro أن حلول التبريد الخاصة بها تتضمن معلومات خاصة عن تصميمات ألواح التبريد. وأضاف ماليالا أن مشغلي مراكز البيانات كانوا مترددين في التخلي عن اعتمادهم على تبريد الهواء، لكنه يتوقع أن يتغير هذا الوضع.

 

وقال ماليالا: "مع تزايد عمليات نشر مراكز البيانات، فإننا نعلم أن الكفاءة ستصبح عاملاً حاسماً". "استهلاك الطاقة كابوس."

 

تقدر شركة Dell أن 46% من الطاقة التي يستخدمها مركز البيانات النموذجي مخصصة لتبريد الهواء. وقال شيد: "من خلال نشر التبريد السائل، يمكننا تقليل استهلاك الطاقة إلى 10% أو أقل دون الحاجة إلى تركيب ألواح باردة على كل شيء، بل باستخدام تقنيات مختلطة ذكية: فقط تبريد الهواء والسائل." وأضاف أن مفتاح تقليل استهلاك الطاقة هو تقليل عدد ضواغط الهواء في مركز البيانات.

 

اليوم، تستخدم معظم مراكز البيانات الهواء المنفوخ من محيط المنشأة نحو الخوادم، مع وجود مراوح على الخوادم توفر تبريدًا إضافيًا.

 

وقال شيد: "أحتاج إلى ماء بارد نسبيا، عادة حوالي 45 درجة فهرنهايت، لتبريد الهواء بشكل كاف". "وهذا يعني أنني بحاجة إلى ضواغط وثلاجات لتبريد المياه معظم أيام العام. باستخدام التبريد السائل، بالنسبة لأقسام مركز البيانات التي تستخدم الألواح الباردة والتبريد السائل، يمكنني عادةً التبريد بالماء عند درجة حرارة 90 درجة فهرنهايت أو حتى 100 درجة فهرنهايت الآن، في ظل معظم الظروف المناخية، لا أحتاج تقريبًا إلى ضواغط، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة."

 

ذكرت شركة أبحاث السوق Dell'Oro في يوليو أن التبريد السائل ينتقل من سوق متخصصة إلى الأعمال الرئيسية، حيث من المتوقع أن تصل قيمته إلى 15 مليار دولار بحلول عام 2030 بسبب زيادة الطلب على الإدارة الحرارية.

 

 

من المتوقع أن تنمو شحنات أنظمة التبريد السائلة بنسبة 20%

 

وأشار ماليالا إلى أن شركة Supermicro تتوقع نمو الشحنات بنسبة 20% على الأقل هذا العام للأنظمة التي تدعم البنية التحتية للذكاء الاصطناعي، بما في ذلك التبريد السائل. وأشار: "نحن نفحص العديد من مراكز البيانات وندرك أن العديد منها تعمل بكفاءة منخفضة للغاية لأن أولئك الذين يقومون ببناء البنية التحتية ليسوا هم الذين يدفعون مقابل التبريد".

وأشار شيد إلى أن الطلب يتأثر بالتطورات في وحدات معالجة الرسومات التي تبلغ قدرتها 1000-وات واحتياجات الذكاء الاصطناعي التي قد لا تكون واضحة. "نحن بحاجة إلى جلب الذكاء الاصطناعي إلى البيانات بدلاً من جلب البيانات إلى قوة المعالجة. لا أريد بالضرورة إرسال البيانات إلى السحابة بسبب مخاوف أمنية. فالحكومات لا ترغب في إرسال بياناتها، وخاصة البيانات الحساسة والمعالجة، وبيانات قيمة، وهذا ليس مركز بيانات يحتوي على 10 وحدات معالجة رسومية 000، بل هو عبارة عن حامل."

 

لقد حددت شركة Dell حالات استخدام للتبريد السائل في مناطق جديدة. وأوضح شيد: "لقد ركزنا في السابق بشكل أساسي على الحوسبة عالية الأداء وقطاعات تجارية محددة مثل الخدمات المصرفية وغيرها من المجالات التي تتطلب حوسبة مكثفة". "نرى الآن حالات استخدام يتم تنقيحها على حامل في مصنع حيث يريدون جمع البيانات من خط الإنتاج في الوقت الفعلي، ومعالجة البيانات، واتخاذ القرارات. وقد يتطلب هذا استخدام التبريد السائل في هذا الحامل."

 

وأشار ماليالا إلى أن أمن الحافة يعد عملاً متزايد الأهمية لموردي الرفوف المبردة بالسوائل. وقال: "نحن نتحدث عن كل هاتف لدينا". "كيف يمكننا تأمينها بشكل فعال في المواقع المركزية السابقة؟ يتم اكتشاف التهديدات والحماية في الوقت الفعلي - إنها تتجه نحو الحافة."

 

 

ثانياإيقاف تشغيل مكيف الهواء

 

وذكر ماليالا أنه من خلال تحويل مراكز البيانات وحتى الرفوف إلى التبريد السائل، يجب أن يكون المشغلون قادرين على "إيقاف تشغيل مكيف الهواء أو على الأقل تشغيله بكفاءة أكبر". "أنت تتحدث عن توفير الطاقة بنسبة 40%. وهذا يعني في الأساس أنه يمكنك وضع بنية تحتية إضافية بنسبة 40% في نفس المساحة."

 

تنظر شركة Dell أيضًا إلى توفير الطاقة الناتج عن التبريد السائل باعتباره وسيلة لبيع المزيد من الرفوف للعملاء وتعزيز كثافة معالجة مركز البيانات.

 

ومن الممكن أن تتوسع تأثيرات توفير الطاقة إلى أبعد من ذلك. صرح المورد السنغافوري المستدامة Metal Cloud في أغسطس أن تقنية التبريد الغاطس الخاصة بها تتميز بتكاليف تركيب أقل بنسبة 28% من الحلول السائلة، مع توفير محتمل للطاقة يصل إلى 50%.

 

يتطلب تركيب التبريد السائل في مراكز البيانات الحالية إجراء تعديلات كبيرة على المرافق، وهو أمر يجده العملاء أمرًا شاقًا. وقال شيد: "بالنسبة للعملاء، نحتاج إلى تلبية احتياجاتهم بناءً على مواقفهم الحقيقية". "لا يستطيع بعض العملاء حاليًا استخدام التبريد السائل. إن تركيب جميع الأنابيب والسباكة أمر مرهق للغاية. لذلك نحن نعمل معهم لتحسين كفاءة مروحة الخادم بشكل مستمر. ونحن نسعى جاهدين لتمكين العملاء من العمل في درجات حرارة أعلى حتى يتمكنوا من تقليل الاعتماد على الضواغط. "

 

وتتوقع شركة Dell المزيد من الابتكارات في مجال التبريد السائل. سوف تتجاوز الكثافة الحرارية للمعالج المستقبلي كثافة شعلة الغاز. ذكر الرئيس التنفيذي للعمليات جيف كلارك في إحدى مدونات LinkedIn في سبتمبر أن شركة Dell تعمل على إعادة هندسة اللوحات الباردة لإدارة وظائف المعالج الأكثر تحديًا دون المساس بكفاءة استخدام الطاقة في مركز البيانات. وقال: "نحن نبني رفوفًا متكاملة جديدة للمستقبل، بحيث يمكن لكل حامل التعامل مع أكثر من 400 كيلوواط من الطاقة والتبريد."