データセンターのエネルギー消費に最適なソリューションは何ですか

2016 年から 2020 年にかけて、中国のコンピューティング能力は年平均 42% で成長し、2020 年の総コンピューティング能力は 135EFlops に達し、依然として 55% の高速成長率を維持しています。コンピューティング能力が急速に向上する一方で、新たな問題も引き起こしています。計算負荷が増加すると、消費電力も増加します。世界で最もよく知られた事前トレーニング済みの大規模モデル GPT-3 を例にとると、1 回のトレーニングには膨大なコンピューティング能力、約 190,000 キロワット時の電力が必要となり、850,000 トンの二酸化炭素が生成されます。 「電力を消費するモンスター」と言っても過言ではありません。

PUE (電力利用効率とも呼ばれます) は、IT 負荷によって消費されるエネルギーに対するデータセンターによって消費される全エネルギーの比率を測定するために使用されます。データセンターのエネルギー効率を評価するための重要な指標と考えられています。 PUE 値が 1 に近づくほど、非 IT 機器によるエネルギー消費が少なくなり、データセンターのエネルギー効率レベルが高くなります。現在、中国の大規模データセンターの平均 PUE 値は 1.55 ですが、超大規模データセンターの平均 PUE 値はわずか 1.46 です。

コンピューティングパワーによって産業環境を再構築する機会に直面して、データセンターはすでに避けられない必需品となっています。選択肢はいくつかあり、コンピューティングの電力効率を向上させ、エネルギー消費を削減することです。新しい冷却ソリューションを見つけるかどうかは、コンピューティング業界の上流と下流が取り組まなければならないテーマになりつつあります。従来の冷却方式は主に空冷で、冷媒として空気を使用してサーバーのマザーボードやCPUなどから発せられる熱をヒートシンクモジュールに伝達し、その後ファンやエアコンの冷却を使用して熱を吹き飛ばします。これは、冷却システムがデータセンターの電力のほぼ半分を消費する主な理由でもあります。

PUE 値が厳しく制限され、グリーン コンピューティングが徐々に普及すると、1980 年代から試みられてきた「液体冷却」技術がすぐに上流および下流の業界で新たな注目を集めるようになりました。実際、「液体冷却」技術の原理は複雑ではありません。簡単に言うと、鉱物油やフッ素系液体などの絶縁性低沸点冷却液を冷媒として使用し、熱交換によりサーバーの熱を放出し、コールドプレート、スプレー、浸漬などのさまざまな冷却方式に進化します。

空冷には複雑なプロセスがあり、総熱抵抗が高く、熱伝達効率が低いため、データセンターの計算能力密度が大幅に制限され、重大なノイズが発生することがよくあります。液体冷却技術は、エネルギーと消費量を節約するだけでなく、騒音を低減し、スペースも節約します。放熱に必要な消費電力は、従来のソリューションと比較して 90% 以上削減されます。

液体冷却技術の出現と応用により、計算と熱放散の問題が大幅に解決されたことがわかります。しかし、多くの新技術と同様、液体冷却ソリューションにも欠点があります。製造コストが高く、データセンターのコンピュータ室環境に対する厳しい要件があり、改修費が高額です。液体冷却は、さまざまな熱放散方式の中で間違いなく最良の選択ですが、実際的な要因の制限も考慮する必要があります。