Всички изчислителни центрове за изкуствен интелект ли използват системи за течно охлаждане със затворен-контур?

С бързото разширяване на обучението на големи езикови модели, генериращи AI изводи и GPU клъстери с висока -плътност, традиционното въздушно охлаждане и отворените изпарителни охладителни кули вече не могат да отговорят на изискванията за управление на топлината на съвременните изчислителни центрове с AI.

 

Понастоящем масовите широкомащабни AI суперкомпютърни центрове, хипермащабни облачни доставчици на AI бази икорпоративни собствено{0}}изградени GPU клъстеривсички взематтечно охлаждане със затворен -контур като стандартна поддържаща система, докато малки-мащабни леки изчислителни стаи с изкуствен интелект може все още да запазят въздушно охлаждане като преходна схема. Охлаждането със затворен-контур се превърна в основна задължителна инфраструктура за сценарии с високо-натоварване на AI изчисления и тенденцията за пълно-популяризиране е необратима в индустрията.

 

 

 

 

Основната причина, поради която системите със затворен{0}}контур доминиратAI охлаждане лъжепри рязкото нарастване на топлинното натоварване на чипа. Чипове с изкуствен интелект от ново-поколение, като NVIDIA Blackwell, AMD MI300X и битови високо-производителни графични процесори, имат топлинна мощност на един-чип над 700 W, а единичен стандартен шкаф може да понесе термични натоварвания от 80–150kW, което далеч надхвърля горната граница от 10–20kW за шкафове с въздушно{10}}охлаждане.

 

Въздушното охлаждане разчита на въздушна конвекция за пренос на топлина, с ниска ефективност на топлопредаване и огромна консумация на енергия от вентилатора, което повишава общото PUE на центъра за данни до 1,3–1,5.

 

Течното охлаждане със затворен -контур използва запечатани тръбопроводи за циркулация на охлаждащата течност директно към студените плочи, прикрепени към чиповете, с ефективност на топлопренос над 85%, намаляване на консумацията на енергия за охлаждане с 30%–40% и понижаване на PUE под 1,1, а най-новата схема на топъл затворен-контур от 45 градуса от NVIDIA може дори да намали PUE до 1,08.

 

Това предимство за -спестяване на енергия директно намалява оперативните разходи на големите AI бази:50MW свръх-мащабно изчисление с изкуствен интелектcenter може да спести повече от 4 милиона щатски долара от годишни сметки за електроенергия след преминаване към охлаждане със затворен-контур.

 

 

 

 

 

Натискът върху водните ресурси е друг ключов двигател за пълното приемане на системи със затворен-контур в центровете за изкуствен интелект. Отворените охладителни кули разчитат на изпарение на водата за разсейване на топлината, консумирайки милиони галони прясна вода всяка година на мегават изчислителна мощност, което води до строги регулаторни ограничения в-регионите с недостиг на вода.

 

Охлаждането със затворен -контур образува два независими запечатани цикъла: вътрешната верига, свързваща студените плочи на сървъра изатворени охладителни кулие напълно изолиран от външната среда, с охлаждаща течност, напълнена веднъж и рециклирана за целия жизнен цикъл, почти нулеви загуби от изпарение по време на нормална работа.

 

Индустриалните случаи, включително базата за обучение на OpenAI Stargate AI и изчислителният парк от ново-поколение на Microsoft, всички възприемат напълно затворена-архитектура, намалявайки годишното потребление на вода до нивото на малък ресторант, решавайки фундаментално проблема с потреблението на вода на „свинете с AI вода“.

 

Затворени охладителни кули, съчетани със системата, разделят вътрешната технологична вода и външната вода за пръскане чрез намотки от неръждаема стомана, така че чистата циркулираща вода никога не влиза в контакт с прах, водорасли и примеси във въздуха, като се избягва образуването на котлен камък и корозията на студените плочи на сървъра и се удължава експлоатационният живот на сървърите за течно охлаждане с повече от 5 години в сравнение с отворените системи.

 

 

 

Охлаждането със затворен -контур също осигурява стабилни работни условия, критични за изчисленията с изкуствен интелект. Обучението на голям модел изисква 7×24 часа непрекъснат стабилен температурен контрол; колебанията на температурата ще предизвикат намаляване на честотата на графичния процесор, което ще доведе до прекъсване на обучението и огромна изчислителна загуба.

 

Напълно запечатаният контур на системите със затворен -контур е оборудван с интелигентни помпи за преобразуване на честотата, модули за измерване на температурата и автоматичен байпасен контрол, които могат да поддържат флуктуацията на температурата на охлаждащата течност в рамките на ±0,5 градуса през цялата година.

 

През пролетта, есента и нощите при ниски{0}}температури системата автоматично превключва наестествен режим на свободно охлаждане, изключване на чилъри за допълнително намаляване на потреблението на енергия; при високи{0}}температури през лятото той си сътрудничи с допълнителното охлаждане, за да поддържа стабилно разсейване на топлината, без да бъде повлиян от прах,пясък и висока влажноствъв външната среда.

 

Обратно, отворените охладителни кули са склонни към запушване на тръбопроводи с мръсотия, което изисква редовно дозиране на химикали и подмяна на вода, а температурната стабилност е лоша, което не може да поддържа дългосрочни-непрекъснати задачи за обучение на AI.

 

 

 

Въпреки това, не всички компютърни зали,-свързани с изкуствен интелект, разполагат напълно със затворени{1}}системи за охлаждане. Малки-изчислителни възли с изкуствен интелект, офлайн леко оборудване за изводи истаи за изпитване с ниска-плътностс мощност на стелажа под 20 kW все още използвайте въздушно охлаждане или прости отворени охладителни кули, за да контролирате първоначалната инвестиция.

 

Такива сценарии имат ниско топлинно натоварване, кратко време за непрекъсната работа и ниска чувствителност към потреблението на вода, така че системите със затворен-контур ще доведат до прекомерни разходи за изграждане и поддръжка.

 

Но за средни и големи-мащабни изчислителни центрове с изкуствен интелект с повече от 10 GPU шкафа, националните индустриални стандарти за интелигентни изчислителни центрове ясно приемат течното охлаждане със затворен-контур като предпочитана схема за студен източник и се изискват нови суперкомпютърни проекти за конфигуриранеохлаждане с-затворен цикълкули като стандартно поддържащо оборудване.

 

 

 

 

 

От гледна точка на индустриалната итерация охлаждането със затворен -контур се превърна в унифициран стандарт за проектиране на глобалната AI инфраструктура. Фабричният референтен дизайн DSX AI на NVIDIA, основната архитектура на облачните доставчици, определя 100% течно охлаждане с пълен-затворен цикъл за всички GPU изчислителни платформи, премахвайки напълно вградените-охлаждащи вентилатори на сървъри.

 

Домашниизток-данни-запад-изчисления iинтелигентните изчислителни центрове, новите енергийни бази за обучение с изкуствен интелект и изчислителните платформи за фармацевтични материали всички приемат затворена охладителна кула, съответстваща на течно охлаждане със затворен-контур, реализирайки двойните цели за пестене на енергия, пестене на вода и изчисления с висока-плътност.

 

С непрекъснатото надграждане на мощността на AI чипове, прагът за задължително внедряване насистеми със затворен{0}}контурще бъдат допълнително намалени, а преходните схеми за въздушно охлаждане ще бъдат постепенно елиминирани в средни и големи изчислителни сценарии.

 

 

 

В обобщение, малкото периферно AI оборудване може временно да използва въздушно охлаждане, но всички официални средни и големи AI изчислителни центрове, клъстери за супер обучение и хипермащабни интелигентни изчислителни центрове трябва да използваттечно охлаждане с-затворен цикълсистеми, поддържани от затворени охладителни кули.

 

 

Това решение разрешава три основни проблемни точки на високо топлинно натоварване, прекомерна консумация на вода и нестабилен температурен контрол на AI изчисленията и се превърна в единствения устойчив път за управление на топлината за широкомащабното-развитие на индустрията с изкуствен интелект.