Το σύστημα ψύξης κλειστού κυκλώματος μπορεί να λειτουργεί για χρόνια χωρίς κατανάλωση νερού (Interesting Engineering)
Μία από τις κορυφαίες εταιρείες τεχνολογίας στον κόσμο, η NVIDIA, παρουσίασε ένα νέο σύστημα ψύξης για data centers που χρησιμοποιεί υγρό ψυκτικό μέσο θερμότερο από το νερό ενός υδρομασάζ, με στόχο τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας.
Η τελευταία πλατφόρμα Rubin της εταιρείας από την Καλιφόρνια μπορεί να λειτουργεί χρησιμοποιώντας υγρό ψυκτικό μέσο σε θερμοκρασίες έως και 113 βαθμούς Φαρενάιτ (45 βαθμούς Κελσίου).
Η προσέγγιση αυτή μειώνει σημαντικά την ανάγκη για ενεργοβόρους ψύκτες και υποδομές ψύξης.
Σύμφωνα με την εταιρεία, το επίτευγμα αυτό αποτελεί μέρος του σχεδιασμού αναφοράς DSX AI factory, ο οποίος εισάγει πλήρως υδρόψυκτη υποδομή σε ολόκληρο το σύστημα.
Κάθε επεξεργαστής, στοιχείο δικτύωσης και εξάρτημα υπολογιστικής υψηλών επιδόσεων ψύχεται με υγρό σε ένα σύστημα κλειστού κυκλώματος.
Ο Ali Heydari, διευθυντής ψύξης και υποδομών data center της NVIDIA, σημείωσε ότι ο σχεδιασμός DSX AI factory μειώνει σχεδόν στο μηδέν τη χρήση νερού και περιορίζει σημαντικά την ηλεκτρική ισχύ που απαιτείται για την ψύξη.
«Με σχεδιασμούς που βασίζονται σε ξηρούς ψύκτες, πρόκειται για ένα σύστημα κλειστού κυκλώματος χωρίς εξατμιστική ψύξη νερού - εκτός ίσως από το 1% του έτους, όταν μπορεί να χρειαστούμε ψύκτες σε ορισμένα κλίματα», πρόσθεσε.
Οι σωληνώσεις υδρόψυξης τροφοδοτούν με ψυκτικό υγρό τα racks διακομιστών της NVIDIA. Πηγή: NVIDIA
Μια νέα μέθοδος ψύξης
Η ψύξη αντιπροσωπεύει έως και το 40% της συνολικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα παραδοσιακά data centers χρησιμοποιούν μεγάλους όγκους ψυχρού αέρα για να απομακρύνουν τη θερμότητα που παράγεται από τους διακομιστές.
Αυτό απαιτεί εκτεταμένες υποδομές ψύξης, όπως ανεμιστήρες, ψύκτες, πύργους ψύξης και προσεκτικά διαχειριζόμενους θερμούς και ψυχρούς διαδρόμους.
Αντίθετα, η πλατφόρμα Rubin της NVIDIA απομακρύνει τη θερμότητα απευθείας στο επίπεδο του μικροτσίπ.
Σύμφωνα με την εταιρεία, μπορεί να μειώσει την κατανάλωση νερού για ψύξη από περίπου 2,6 εκατομμύρια γαλόνια ανά μεγαβάτ ετησίως σχεδόν στο μηδέν σε κατάλληλα κλίματα.
Το σύστημα βασίζεται σε ένα υγρό ψυκτικό μέσο που αποτελείται κατά 75% από νερό και κατά 25% από προπυλενογλυκόλη, το οποίο κυκλοφορεί μέσα από ψυχρές πλάκες προσαρτημένες στους επεξεργαστές.
Το υγρό εισέρχεται σε θερμοκρασίες έως 113 βαθμούς Φαρενάιτ και εξέρχεται περίπου στους 131 βαθμούς Φαρενάιτ (55 βαθμούς Κελσίου), αφού απορροφήσει τη θερμότητα που παράγεται από τα μικροτσίπ.
Καθώς η θερμότητα απομακρύνεται απευθείας από την πηγή της, οι επεξεργαστές μπορούν να συνεχίσουν να λειτουργούν με πλήρη απόδοση ακόμη και με πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες ψυκτικού υγρού από αυτές που επιτρέπουν τα παραδοσιακά συστήματα ψύξης.
Σε ένα εργοστάσιο AI, το ψυκτικό υγρό ρέει από μια μονάδα διανομής ψυκτικού προς τους διακομιστές σε έναν κύκλο κλειστού βρόχου. Πηγή: Nvidia
Χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και νερού
Σύμφωνα με τη NVIDIA, οι υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας προσφέρουν σημαντικά οφέλη αποδοτικότητας.
Εκτιμήσεις του κλάδου δείχνουν ότι η αύξηση της θερμοκρασίας λειτουργίας των ψυκτών κατά μόλις 1,8 βαθμούς Φαρενάιτ (έναν βαθμό Κελσίου) μπορεί να μειώσει το ενεργειακό κόστος ψύξης κατά 4%.
Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι μια εγκατάσταση υπερκλίμακας ισχύος 50 μεγαβάτ μπορεί να εξοικονομεί περισσότερα από 4 εκατομμύρια δολάρια ετησίως σε ενεργειακά και υδατικά κόστη που σχετίζονται με την ψύξη, υιοθετώντας πλήρως υδρόψυκτες υποδομές.
«Στη σωστή γεωγραφική τοποθεσία, με τον κατάλληλο σχεδιασμό συστήματος, δεν χρειάζεσαι καθόλου εξοπλισμό ψύξης με ψυκτικά μέσα», επισήμανε ο Richard Whitmore, πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος της Motivair, του τμήματος προηγμένων λύσεων ψύξης της Schneider Electric.
«Μπορείς απλώς να τοποθετήσεις μεγάλες ψυκτικές σερπαντίνες έξω και να χρησιμοποιήσεις τη θερμοκρασία του αέρα για όλη την ψύξη».
Η μετάβαση σε πλήρη υδρόψυξη απαίτησε επίσης σημαντικό επανασχεδιασμό των διακομιστών. Οι προηγούμενοι υδρόψυκτοι διακομιστές χρησιμοποιούσαν υβριδική προσέγγιση, ψύχοντας CPU και GPU με ψυχρές πλάκες, ενώ βασίζονταν στην αερόψυξη για τα υπόλοιπα εξαρτήματα.
Οι μηχανικοί της NVIDIA επανασχεδίασαν τις διαδρομές ψύξης σε ολόκληρο τον διακομιστή και δημιούργησαν ένα σύστημα που χρησιμοποιεί έναν ενιαίο βρόχο υγρού για την ψύξη πολλαπλών εξαρτημάτων υψηλής κατανάλωσης ισχύος.
Ο επανασχεδιασμός βελτίωσε επίσης την αποδοτικότητα χώρου. Η εταιρεία αποκάλυψε ότι οι πλήρως υδρόψυκτοι διακομιστές μπορούν να επιτύχουν μεγαλύτερες πυκνότητες ανά rack.
Αυτό επιτρέπει την εγκατάσταση περισσότερης υπολογιστικής ισχύος σε μικρότερο φυσικό χώρο.
«Μόλις τα watt ανά μικροτσίπ ξεπέρασαν ένα συγκεκριμένο επίπεδο, η υδρόψυξη έγινε υποχρεωτική», κατέληξε ο Whitmore σε σχετική ανακοίνωση.
www.worldenergynews.gr
