AIと熱冷却
AI アプリケーションは、データセンターの高密度化への進化を加速します。 AI によってもたらされるデータとコンピューティングの爆発的な増加と、特に第一線都市でのデータセンター リソースの不足に直面している場合、コンピュータ ルームの単位面積あたりのコンピューティング能力、ストレージ、および伝送能力を向上させることによってのみ、データセンターの価値を最大化します。 ハイコンピューティング AI チップの導入により、サーバーの高電力密度の進化トレンドが加速します。
ChatGPTが人工知能アプリケーションへの新たな熱意に火をつける中、国内外のデータセンターやクラウドビジネスメーカーはAIインフラの構築を推進し始めており、全サーバーに占めるAIサーバーの出荷割合は徐々に増加している。 TrendForce のデータによると、GPGPU を搭載した AI サーバーの年間出荷量は、2022 年には全サーバーの 1% 近くを占めました。2023 年には、ChatGPT などの人工知能アプリケーションのサポートにより、AI サーバーの出荷量は増加すると予想されます前年比8％増加しました。 2022 年から 2026 年にかけて、出荷量の CAGR は 10.8% に達すると予想されます。 GPU は主に AI サーバーに使用され、主に Nvidia H100、A100、A800 (主に中国向けに出荷)、および AMD MI250 および MI250X シリーズが使用されます。NVIDIA と AMD の割合は約 8:2 です。
ファン速度が 4000r/min を超える場合でも、熱抵抗に対する影響は限定的です。 CNKI によると、空冷システムではファンの速度が 1000r/min から 4000r/min に増加し、対流がチップの熱放散を支配します。 流量が増加すると、対流熱伝達係数が大幅に増加します。 空冷はチップの放熱問題を効果的に改善します。 ファン回転数が4000r/minを超えると、熱伝達抵抗の低下が比較的緩やかになり、回転数を上げても空気による熱伝達しか改善できず、放熱効果が低下します。 チップレベルの水冷は将来の開発トレンドです。 2U のサーバー スペースでは、250 W が空冷と放熱のおよその限界です。 4U を超える空冷では 400-600W に達する可能性があります。 AI チップの TDP は通常 400W を超え、そのほとんどは 4-8U を使用します。 従来の空冷による放熱は限界に達しています。 チップ温度の制御は安定した連続動作のために特に重要であり、最大温度は 85 度を超えません。 過度の温度はチップの損傷を引き起こす可能性があります。 70-80 度以内では、単一の電子コンポーネントの温度が 10 度上昇するごとに、システムの信頼性が 50 パーセント低下します。 したがって、電力の増加に伴い、冷却システムはチップレベルの液体冷却にアップグレードされます。
空冷と比較して、液体冷却は、高電力密度キャビネットの熱放散要件を満たすだけでなく、より低い PUE とより高い電力出力 (GUE) も達成できます。 従来の空冷と比較すると、コールド プレート液体冷却の PUE は一般に 1.1 倍で、GUE は 75 パーセントを超えますが、浸漬液体冷却の PUE は GUE で 1.0x と低い場合があります。 80パーセント以上。 液体冷却技術を同時に使用すると、IT 機器のファンの一部またはすべてを取り除くことができます (通常、ファンのエネルギー消費量もサーバー機器のエネルギー消費量で計算されます)。 浸漬液体冷却の場合、サーバー ファンを取り外すと、サーバーのエネルギー消費を約 4% -15 パーセント削減できます。
現在のコールドプレート液体冷却技術の成熟度は比較的高く、液体冷却技術ルートの主流となっています。 現在の割合が 80% であると仮定します。 将来的には、液浸冷却技術の成熟に伴い、全体の割合が徐々に増加すると予想されます。 包括的な計算に基づいて、AI の大規模モデルのトレーニングと推論は、40 億人民元の液冷市場スペースをもたらします。 モデルパラメータの増加と使用の促進により、液冷市場は今後 4 年間で年間 60% の複合成長率を経験すると予想されます。
私たちは、AI ビッグ モデルがコンピューティングの電力需要の向上をリードし、高電力密度のインテリジェント コンピューティングおよびスーパーコンピューティング センターの建設を推進し、液冷システムなどのサポート設備の市場への導入を加速し、将来的には期待されると考えています。 、新しいデータセンターの建設と既存のデータセンターの変革により、全体的な普及率は急速に増加すると予想されます。 現在、液冷業界はまだ発展の初期段階にあり、技術と生産能力において主導的なレイアウトを持つメーカーについて楽観的です。
