Vloeistofkoeltechnologie: een hogere efficiëntie voor datacenters met een hoge dichtheid

 

ⅠVoordelen van vloeistofkoeltechnologie

 

Vergeleken met de traditionele luchtkoeltechnologie biedt vloeistofkoeling voordelen zoals:laag energieverbruik, hoge warmteafvoer, laag geluidsniveau en lage TCO, in lijn met de trend van hoog energieverbruik en hoge dichtheid in datacenters:

 

• Efficiënte warmteafvoer:Het koelvermogen van vloeistof is 1,000 tot 3,000 keer dat van lucht, waardoor vloeistofkoeling geschikter is voor servertoepassingen met een hoog energieverbruik.
• Energiebesparing:Vloeistofkoelsystemen kunnen hogere energie-efficiëntieverhoudingen bereiken, waardoor het energieverbruik van datacenters wordt verlaagd. Vloeistofkoeltechnologie, met name immersiekoeling, kan de PUE (Power Usage Effectiveness) van een datacenter verlagen tot onder de 1,2, waardoor 30-50% elektriciteit wordt bespaard in vergelijking met traditionele luchtkoelmethoden.
• Verhoogde betrouwbaarheid van apparatuur:Vloeistofkoeltechnologie kan apparatuurstoringen als gevolg van hoge temperaturen verminderen, de levensduur van servers verlengen en trillingen en lawaai veroorzaakt door ventilatoren voorkomen.
• Ruimtebesparing:Vloeistofkoeling maakt een compactere serveropstelling mogelijk, omdat er geen grote luchtstroomruimtes nodig zijn zoals bij luchtkoeling. Hierdoor bespaart u ruimte in het datacenter.
• Verhoogde vermogensdichtheid:Vloeistofkoeling ondersteunt hogere rackvermogensdichtheden en voldoet daarmee aan de eisen van high-performance computing en AI-toepassingen. Immersiekoelingsoplossingen kunnen het vermogen van een enkel rack verhogen tot 100 kW of zelfs meer dan 200 kW.

 

Gangbare vloeistofkoeltechnologieën zoals koudeplaat- en dompelkoeling presteren aanzienlijk beter dan traditionele luchtkoeling op het gebied van warmteafvoer, integratie en energie-efficiëntie.

 

 

▲ Vloeistofkoeling

 

 

ⅡBredere acceptatie van vloeistofkoeltechnologie

 

Naarmate kunstmatige intelligentie revolutioneert en de digitale economie transformeert, evolueren datacenters naar een hoger energieverbruik en -dichtheid, wat leidt tot een bredere acceptatie van vloeistofkoeltechnologie. Traditionele luchtkoeling kan alleen voldoen aan de koelbehoeften van datacenters met 2,7 kW per rack, wat onvoldoende is voor datacenters met een gemiddelde tot hoge dichtheid. Vloeistofkoeling, met zijn hoge specifieke warmtecapaciteit en convectieve warmteoverdrachtscapaciteit, kan voldoen aan de koelbehoeften van datacenters met 2,7-30 kW per rack, waarmee de uitdaging van ultrahoge warmtestroomdichtheid wordt aangepakt. In de toekomst zal vloeistofkoeltechnologie steeds breder worden toegepast in het datacenterveld.

 

De hoge rekenvereisten van grote AI-modellen stimuleren de bouw van AI-infrastructuur.Nu de AIGC-industrie een periode van snelle ontwikkeling ingaat, leidt de voortdurende verbetering van de prestaties van grote AI-modellen, ondersteund door training op biljoenen parameters, tot aanzienlijke rekenbehoeften, die waarschijnlijk een nieuwe golf van AI-infrastructuurconstructie zullen aanjagen. Volgens OpenAI zijn de rekenvereisten voor AI-modeltraining sinds 2012 elke 3,4 maanden verdubbeld.

 

Neem het GPT-3-model als voorbeeld. Volgens lambdalabs-gegevens heeft dit model 175 miljard parameters, met een totale trainingsberekening van 3.640 PFlop/s-dagen (d.w.z. het zou 3.640 dagen duren om de berekening te voltooien bij 1 PFlop/s). Een enkele trainingsrun van het model vereist ongeveer 355 CPU-jaren en kost $ 4,6 miljoen (ervan uitgaande dat Nvidia Tesla V100-chips worden gebruikt).

 

▲ Open AI

 

ⅢDe dringende behoefte aan hoge rekenkracht stimuleert de ontwikkeling van AI-infrastructuur

 

Hoge rekenkracht voor training moet worden gecombineerd met bijbehorende infrastructuur. Volgens het "2022-2023 China Artificial Intelligence Computing Power Development Assessment Report" zal de wereldwijde AI-uitgaven naar verwachting met 27,9% groeien in 2023, terwijl de intelligente rekenkracht van China naar verwachting 427 EFlop/s zal bereiken, een jaar-op-jaar stijging van 59%.

 

Terwijl de AI-industrie snel groeit, zorgt de aanzienlijke kloof in computerkracht voor een snelle groei van AI-serverleveringen. In 2023 bedroegen de wereldwijde leveringen van algemene AI-servers/high-end AI-servers respectievelijk 470.000 en 270.000 eenheden, wat een jaar-op-jaargroei van 36,6% en 490,5% vertegenwoordigt. Naar verwachting zullen de wereldwijde leveringen van algemene AI-servers en high-end AI-servers in 2024 respectievelijk 725.000 en 543.000 eenheden bedragen, wat een jaar-op-jaargroei van 54,2% en 172,0% vertegenwoordigt.

 

▲ Snelle groei in AI-serverleveringen

 

Volgens de2023 China Vloeistofgekoelde Datacenter Markt Diepgaand Onderzoeksrapport, De markt voor vloeistofgekoelde datacenters in China zal naar verwachting in 2024 23,63 miljard yuan bereiken, een jaar-op-jaar stijging van 53%. Op basis van de vraag van de markt en de ontwikkeling van het ecosysteem van de industrie, wordt verwacht dat de markt de komende vijf jaar met een samengestelde jaarlijkse groei van 59% zal groeien. Tegen 2027, met de commerciële uitrol van grote AI-modellen en de rijping van het ecosysteem voor vloeistofkoeling, zal de omvang van de markt naar verwachting aanzienlijk groeien en mogelijk 102 miljard yuan bereiken.