تعمل NVIDIA على زيادة اعتماد التبريد السائل إلى أكثر من 20% بحلول عام 2025
Oct 30, 2024
ترك رسالة
من المتوقع أن يرتفع معدل انتشار حلول التبريد السائل بشكل كبير، حيث قفز من حوالي 10% في عام 2024 إلى أكثر من 20% بحلول عام 2025. وفقًا لأحدث استطلاع TrendForce، من المتوقع أن يتم شحن منصة Blackwell من NVIDIA في الربع الرابع، مما سيعزز اعتماد حلول التبريد السائل. إن الوعي العالمي المتزايد بالمعايير البيئية والاجتماعية والحوكمة، إلى جانب قيام مقدمي الخدمات السحابية بتسريع نشر خوادم الذكاء الاصطناعي، يعمل على تسهيل التحول من تبريد الهواء إلى التبريد السائل.
وفي سوق خوادم الذكاء الاصطناعي العالمي، تظل NVIDIA المورد المهيمن هذا العام. في قطاع خوادم GPU AI، تحتل NVIDIA الصدارة بحصة سوقية تقترب من 90%، بينما تتخلف AMD بحوالي 8%. تشير TrendForce إلى أنه على الرغم من أن شحنات Blackwell من NVIDIA صغيرة حاليًا بسبب اختبار سلسلة التوريد المستمر، فإن الاستهلاك العالي للطاقة في النظام الأساسي الجديد - وخاصة الحل المثبت على حامل GB200 - يتطلب كفاءة تبريد محسنة، ومن المحتمل أن يؤدي ذلك إلى زيادة اعتماد التبريد السائل. ومع ذلك، فإن نسبة التبريد السائل المنخفضة للنظام البيئي للخادم الحالي تمثل تحديات، حيث تحتاج ODMs إلى التنقل عبر منحنى التعلم لمعالجة مشكلات التسرب وكفاءة التبريد بشكل فعال. وتتوقع TrendForce أنه بحلول عام 2025، سيكون أكثر من 80% من وحدات معالجة الرسوميات على منصة Blackwell متطورة، مما يدفع شركات إمدادات الطاقة والتبريد إلى التنافس في سوق التبريد السائل القائم على الذكاء الاصطناعي، مما يؤدي إلى ديناميكيات صناعة جديدة.
تعمل Google على توسيع حلول التبريد السائل بقوة
في السنوات الأخيرة، قامت الشركات السحابية الأمريكية الكبرى مثل Google وAWS وMicrosoft ببناء خوادم الذكاء الاصطناعي بسرعة مدعومة بشكل أساسي بوحدات معالجة الرسومات NVIDIA وASICs الخاصة. تشير TrendForce إلى أن خزانة NVIDIA GB200 NVL72 تتمتع بقدرة تصميم حراري (TDP) تبلغ حوالي 140 كيلووات، مما يستلزم حل تبريد سائل، في الغالب سائل إلى هواء (L2A). تستخدم البنى الأخرى، مثل خوادم HGX وMGX Blackwell، تبريد الهواء بشكل أساسي بسبب انخفاض كثافته.
بالنسبة للشركات السحابية التي تطور أجهزة ASIC الخاصة بالذكاء الاصطناعي، اعتمدت مادة TPU من Google حلول تبريد الهواء والسائل، مما يجعلها رائدة في التبريد السائل بين الشركات الأمريكية. BOYD وCooler Master هما الموردان الرئيسيان للألواح الباردة. تعد شركة علي بابا الصينية هي الأكثر عدوانية في توسيع مراكز البيانات المبردة بالسوائل، في حين تواصل الشركات السحابية الأخرى تفضيل تبريد الهواء لشرائح ASIC الخاصة بالذكاء الاصطناعي.
تشير TrendForce إلى أن الشركات السحابية ستحدد موردي المكونات الرئيسية لحل التبريد السائل الخاص بخزانة GB200. يشمل الموردون الأساسيون لألواح التبريد Qihong وCooler Master، بينما تأتي المشعبات من Cooler Master وShuanghong، ويتم توفير وحدات توزيع سائل التبريد (CDUs) بواسطة Vertiv وDelta. ولا يزال شراء المكونات الحاسمة المانعة للتسرب، مثل قطع الاتصال السريع (QDs)، يهيمن عليه المصنعون الأجانب مثل CPC، وParker Hannifin، وDanfoss، وStaubli.
▲ موردو المكونات الرئيسية لخادم الذكاء الاصطناعي لحلول التبريد السائل
II كيفية معالجة ارتفاع درجة حرارة شريحة الذكاء الاصطناعي؟ اكتشف 3 طرق لتبريد الخادم
قبل التعمق أكثر في منافسة التبريد، من الضروري فهم طرق التبريد الأساسية، والتي يمكن تصنيفها إلى ثلاثة أنواع: التبريد بالهواء، والتبريد السائل، والتبريد بالغمر.
1. تبريد الهواء: لا يزال الطلب عليه مرتفعًا
يعد تبريد الهواء طريقة التبريد الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في مراكز البيانات وغرف خوادم المؤسسات، وهو أقرب إلى توفير الهواء البارد للخوادم من خلال المراوح والمشتتات الحرارية وأنابيب الحرارة. لتحقيق أداء تبريد مثالي، من الضروري استخدام تقنية تبريد الهواء المتقدمة مثل غرف البخار (3D VC) جنبًا إلى جنب مع الأنابيب الحرارية والمراوح العديدة. ومع ذلك، في حين أن زيادة تدفق الهواء والسرعة تعمل على تعزيز الحمل الحراري، إلا أن الضوضاء والاهتزازات الزائدة يمكن أن تؤثر سلبًا على بيئة الخادم. وفقًا لما قاله Wu Junying، نائب المدير العام، لا يزال تبريد الهواء يحظى بطلب كبير في السوق حيث يمكن تبريد رقائق H100 بشكل مناسب باستخدام الهواء. ومع ذلك، مع شحن شرائح سلسلة GB، سوف تتسارع وتيرة اعتماد التبريد السائل.
2. التبريد السائل: السوق الرئيسي الذي ينتهجه جميع البائعين
يمكن تقسيم التبريد السائل، المعروف أيضًا باسم التبريد السائل المباشر (DLC)، إلى سائل إلى هواء ومن سائل إلى سائل.
السائل إلى الهواء: تستخدم هذه الطريقة أنابيب تبريد المياه لنقل الحرارة من الرقائق، مع إرسال الماء الساخن إلى المراوح الموجودة في الجزء الخلفي من الخزانة لتشتيت الحرارة. يعد التبريد من السائل إلى الهواء بمثابة استجابة للحدود المادية لتبريد الهواء في مراكز البيانات الحالية، حيث يتطلب الحد الأدنى من التعديل على البنية التحتية لغرفة الخادم - فمجرد إضافة باب خلفي للمروحة يمكن أن يعزز التبريد. حاليًا، لا يزال حوالي 60-70% من مراكز البيانات يستخدم طريقة التبريد هذه. ومع ذلك، في حين أن تحويل السائل إلى الهواء هو حل قابل للتطبيق، إلا أنه ليس الحل الأمثل؛ يمكن لجدار المروحة الإضافي رفع مستويات الضوضاء إلى 90-100 ديسيبل (أي ما يعادل شارعًا مزدحمًا بحوالي 80 ديسيبل)، مما يجعل من الصعب على الموظفين العمل في الغرفة لفترات طويلة.
من سائل إلى سائل: تتضمن هذه الطريقة إحاطة خطوط أنابيب محكمة الغلق مملوءة بسائل التبريد حول مكونات توليد الحرارة في الخادم. يتم نقل الحرارة من خلال صفائح النحاس الحرارية إلى المبرد، مما يتيح دورة من تبادل السوائل الساخنة والباردة. على عكس طريقة السائل إلى الهواء، لا تتطلب هذه الطريقة وجود جدران مروحية خلف خزائن الخادم، مما يؤدي إلى تحسين استخدام المساحة بشكل كبير وتقليل مستويات الضوضاء. يستخدم GB200 NB072 المتطور من NVIDIA التبريد من سائل إلى سائل.
3. التبريد بالغمر: هل هو الكأس المقدسة للتبريد في المستقبل؟
يتضمن التبريد الغمر غمر الخوادم بأكملها في سائل غير موصل، على غرار الحمام الساخن، مما يؤدي إلى تبريد فعال ليس فقط الرقائق ولكن أيضًا وحدات المعالجة المركزية والذاكرة والمكونات الإلكترونية الأخرى داخل الخوادم. ومع ذلك، فإن قضايا مثل المخاوف البيئية المتعلقة بالسوائل المغمورة، والآثار طويلة المدى على المكونات الإلكترونية، والصيانة المستمرة تمثل تحديات كبيرة. يجب على مراكز البيانات التي تفكر في حلول الغمر أيضًا تقييم السلامة الهيكلية لأرضيات المباني والبنية التحتية الأساسية لأنظمة الكهرباء والمياه. يتطلب تنفيذ التبريد الغاطس إعادة تصميم واسعة النطاق للمنشأة، مما يؤدي إلى تكاليف كبيرة.