Η NVIDIA οδηγεί την υιοθέτηση υγρής ψύξης σε πάνω από 20% έως το 2025

 

Ο ρυθμός διείσδυσης των λύσεων υγρής ψύξης αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά, πηδώντας από περίπου 10% το 2024 σε πάνω από 20% έως το 2025. Σύμφωνα με την τελευταία έρευνα TrendForce, η πλατφόρμα Blackwell της NVIDIA αναμένεται να κυκλοφορήσει το τέταρτο τρίμηνο, γεγονός που θα ενισχύσει την υιοθέτηση υγρών ψυκτικών διαλυμάτων. Η αυξανόμενη παγκόσμια συνειδητοποίηση του ESG, σε συνδυασμό με τους CSP που επιταχύνουν την ανάπτυξη διακομιστών AI, διευκολύνει τη μετάβαση από την ψύξη αέρα στην ψύξη υγρού.

 

 

Στην παγκόσμια αγορά διακομιστών AI, η NVIDIA παραμένει ο κυρίαρχος προμηθευτής φέτος. Στο τμήμα των διακομιστών GPU AI, η NVIDIA κατέχει ηγετική θέση με μερίδιο αγοράς που πλησιάζει το 90%, ενώ η AMD ακολουθεί περίπου το 8%. Η TrendForce σημειώνει ότι παρόλο που οι αποστολές Blackwell της NVIDIA είναι προς το παρόν μικρές λόγω των συνεχιζόμενων δοκιμών της εφοδιαστικής αλυσίδας, η υψηλή κατανάλωση ενέργειας της νέας πλατφόρμας -ιδιαίτερα η λύση που είναι τοποθετημένη σε rack GB200- απαιτεί βελτιωμένη απόδοση ψύξης, πιθανότατα αυξημένη υιοθέτηση υγρής ψύξης. Ωστόσο, η χαμηλή αναλογία υγρής ψύξης του υπάρχοντος οικοσυστήματος διακομιστή παρουσιάζει προκλήσεις, καθώς τα ODM πρέπει να περιηγηθούν σε μια καμπύλη εκμάθησης για να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά ζητήματα διαρροής και απόδοσης ψύξης. Η TrendForce αναμένει ότι έως το 2025, πάνω από το 80% των GPU στην πλατφόρμα Blackwell θα είναι high-end, ωθώντας τις εταιρείες παροχής ενέργειας και ψύξης να ανταγωνιστούν στην αγορά υγρής ψύξης AI, με αποτέλεσμα νέα δυναμική του κλάδου.

 

 

I Google επεκτείνει επιθετικά τις λύσεις υγρής ψύξης

 

Τα τελευταία χρόνια, μεγάλες αμερικανικές εταιρείες cloud, όπως η Google, η AWS και η Microsoft έχουν κατασκευάσει γρήγορα διακομιστές AI που τροφοδοτούνται κυρίως από GPU της NVIDIA και ιδιόκτητα ASIC. Η TrendForce αναφέρει ότι το ντουλάπι GB200 NVL72 της NVIDIA έχει θερμική ισχύ σχεδιασμού (TDP) περίπου 140 kW, κάτι που απαιτεί μια λύση υγρής ψύξης, κυρίως υγρού προς αέρα (L2A). Άλλες αρχιτεκτονικές, όπως οι διακομιστές HGX και MGX Blackwell, χρησιμοποιούν κυρίως ψύξη αέρα λόγω χαμηλότερης πυκνότητας.

 

Για τις εταιρείες cloud που αναπτύσσουν τα AI ASIC τους, η TPU της Google έχει υιοθετήσει λύσεις ψύξης αέρα και υγρού, καθιστώντας την ηγέτη στην υγρή ψύξη μεταξύ των επιχειρήσεων των ΗΠΑ. Η BOYD και η Cooler Master είναι βασικοί προμηθευτές ψυχρών πλακών. Η κινεζική Alibaba είναι η πιο επιθετική στην επέκταση των κέντρων δεδομένων υγρόψυκτου, ενώ άλλες εταιρείες cloud συνεχίζουν να προτιμούν την ψύξη αέρα για τα AI ASIC τους.

 

Η TrendForce υποδεικνύει ότι οι εταιρείες cloud θα καθορίσουν βασικούς προμηθευτές εξαρτημάτων για τη λύση υγρής ψύξης του ντουλαπιού GB200. Οι κύριοι προμηθευτές για κρύες πλάκες περιλαμβάνουν Qihong και Cooler Master, ενώ οι πολλαπλές προέρχονται από τις Cooler Master και Shuanghong και οι μονάδες διανομής ψυκτικού υγρού (CDU) παρέχονται από την Vertiv και την Delta. Οι προμήθειες για σημαντικά στεγανά εξαρτήματα, όπως οι γρήγορες αποσυνδέσεις (QD), εξακολουθούν να κυριαρχούνται από ξένους κατασκευαστές όπως η CPC, η Parker Hannifin, η Danfoss και η Staubli.

 

▲ Προμηθευτές βασικών εξαρτημάτων διακομιστή AI για λύσεις υγρής ψύξης

 

 

II Πώς να αντιμετωπίσετε την υπερθέρμανση τσιπ AI; Εξερευνήστε 3 μεθόδους ψύξης διακομιστή

 

Πριν εμβαθύνουμε στον ανταγωνισμό ψύξης, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τις κύριες μεθόδους ψύξης, οι οποίες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τρεις τύπους: ψύξη με αέρα, υγρή ψύξη και ψύξη εμβάπτισης.

 

1. Αερόψυξη: Εξακολουθεί να απαιτείται μεγάλη ζήτηση

Η ψύξη αέρα είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος ψύξης σε κέντρα δεδομένων και εταιρικούς χώρους διακομιστών, παρόμοια με την παροχή ψυχρού αέρα στους διακομιστές μέσω ανεμιστήρων, ψυκτών και σωλήνων θερμότητας. Για την επίτευξη βέλτιστης απόδοσης ψύξης, απαιτείται προηγμένη τεχνολογία ψύξης αέρα, όπως θάλαμοι ατμών (3D VC) σε συνδυασμό με σωλήνες θερμότητας και πολλούς ανεμιστήρες. Ωστόσο, ενώ η αυξημένη ροή αέρα και η ταχύτητα ενισχύουν τη μεταφορά θερμότητας, ο υπερβολικός θόρυβος και οι κραδασμοί μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά το περιβάλλον του διακομιστή. Σύμφωνα με τον Wu Junying, Αναπληρωτή Γενικό Διευθυντή, η ψύξη με αέρα εξακολουθεί να διατηρεί σημαντική ζήτηση στην αγορά, καθώς τα τσιπ H100 μπορούν να ψύχονται επαρκώς χρησιμοποιώντας αέρα. Ωστόσο, με την αποστολή των τσιπ της σειράς GB, ο ρυθμός υιοθέτησης της υγρής ψύξης θα επιταχυνθεί.

 

2. Υγρή ψύξη: Η μεγάλη αγορά που επιδιώκουν όλοι οι πωλητές

Η υγρή ψύξη, επίσης γνωστή ως άμεση υγρή ψύξη (DLC), μπορεί περαιτέρω να χωριστεί σε υγρό προς αέρα και υγρό σε υγρό.

Υγρό προς Αέρα: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί σωλήνες ψύξης νερού για να απομακρύνει τη θερμότητα από τα τσιπ, με το θερμαινόμενο νερό να αποστέλλεται στους ανεμιστήρες στο πίσω μέρος του ντουλαπιού για να διασκορπίσει τη θερμότητα. Η ψύξη υγρού-αέρα είναι μια απάντηση στα φυσικά όρια της ψύξης αέρα στα υπάρχοντα κέντρα δεδομένων, καθώς απαιτεί ελάχιστη τροποποίηση στην υποδομή του δωματίου διακομιστή - η προσθήκη μόνο μιας πίσω πόρτας ανεμιστήρα μπορεί να βελτιώσει την ψύξη. Επί του παρόντος, περίπου το 60-70% των κέντρων δεδομένων εξακολουθούν να χρησιμοποιούν αυτήν τη μέθοδο ψύξης. Ωστόσο, ενώ το υγρό προς τον αέρα είναι μια βιώσιμη λύση, δεν είναι η βέλτιστη. ο προστιθέμενος τοίχος ανεμιστήρα μπορεί να αυξήσει τα επίπεδα θορύβου σε 90-100 ντεσιμπέλ (ισοδύναμο με έναν πολυσύχναστο δρόμο στα 80 ντεσιμπέλ περίπου), δυσκολεύοντας το προσωπικό να εργάζεται στο δωμάτιο για παρατεταμένες περιόδους.

 

Υγρό σε Υγρό: Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τον εγκλεισμό σφραγισμένων σωληνώσεων γεμάτων με ψυκτικό γύρω από τα εξαρτήματα που παράγουν θερμότητα του διακομιστή. Η θερμότητα μεταφέρεται μέσω θερμικών φύλλων χαλκού στο ψυκτικό, επιτρέποντας έναν κύκλο ανταλλαγής ζεστού και κρύου υγρού. Σε αντίθεση με το υγρό σε αέρα, αυτή η μέθοδος δεν απαιτεί τοιχώματα ανεμιστήρα πίσω από τα ερμάρια του διακομιστή, βελτιώνοντας σημαντικά τη χρήση του χώρου και μειώνοντας τα επίπεδα θορύβου. Το high-end GB200 NB072 της NVIDIA χρησιμοποιεί ψύξη υγρού σε υγρό.

 

3. Immersion Cooling: The Future Cooling Holy Grail;

Η ψύξη με εμβάπτιση περιλαμβάνει τη βύθιση ολόκληρων διακομιστών σε μη αγώγιμο υγρό, παρόμοιο με ένα ζεστό μπάνιο, ψύχοντας αποτελεσματικά όχι μόνο τσιπ αλλά και CPU, μνήμη και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα εντός των διακομιστών. Ωστόσο, ζητήματα όπως οι περιβαλλοντικές ανησυχίες που σχετίζονται με τα υγρά εμβάπτισης, οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και η συνεχής συντήρηση παρουσιάζουν σημαντικές προκλήσεις. Τα κέντρα δεδομένων που εξετάζουν λύσεις εμβάπτισης πρέπει επίσης να αξιολογούν τη δομική ακεραιότητα των δαπέδων κτιρίων και την υποκείμενη υποδομή για ηλεκτρικά συστήματα και συστήματα νερού. Η εφαρμογή της ψύξης με εμβάπτιση απαιτεί εκτεταμένο επανασχεδιασμό της εγκατάστασης, με αποτέλεσμα σημαντικό κόστος.