Немного экспериментальный формат, который надеюсь, вам зайдет. Мне лично очень нравится изучать разные темы вне статистики, аналитики и прикладных к ним темам, поэтому иногда для того, чтобы лучше разобраться с какой-то темой лучше всего ее попробовать объяснить или описать самостоятельно.
В данном материале речь пойдет про ИИ, но немного с непривычного формата – попробуем разобраться, зачем охлаждают и чем сейчас охлаждаются дата-центры, в которых происходят все расчеты того, какой шампунь для волос нам выбрать или как написать слово “винегрет” без ошибок. И за каждым таким ответом стоят серверы, а серверы эти во время работы выделяют довольно много тепла.
Почему дата-центр вообще нужно охлаждать
Компьютер дома тоже нагревается и поэтому внутри него стоят вентиляторы, радиаторы, или же жидкостное охлаждение. С дата-центром та же история, только вместо одного компьютера там могут находиться тысячи серверов, работающих практически без остановки.
И чем мощнее становятся процессоры, тем больше тепла они выделяют и особенно заметно это на оборудовании для искусственного интеллекта. Вообще, современный графический процессор может потреблять около киловатта электроэнергии, значительная часть которой в конечном итоге превращается в тепло.
И дата-центр нужен в том числе, чтобы отводить от компьютеров огромное количество тепла и если этого не сделать, то оборудование в какой-то момент просто перегреется.
И да, можно охлаждать воздухом, и будет вот такая схема: через сервер прогоняется холодный воздух, он нагревается, после чего это тепло нужно вывести из здания. И здесь и появляется вода.
Один из способов избавиться от лишнего тепла это испарительное охлаждение, когда вода испаряется и вместе с этим забирает часть тепловой энергии. Кстати, примерно по тому же принципу работает пот на коже человека: когда вода испаряется, кожа охлаждается.
Для дата-центров такая система может быть эффективной, особенно в жарком климате, но там из минусов – вода быстро расходуется, а испарившуюся воду обратно в систему уже не вернуть, поэтому её приходится постоянно добавлять.
А что если воду не испарять
По-идее, вместо того чтобы охлаждать весь воздух вокруг серверов, можно попробовать забирать теплый воздух непосредственно у процессоров. И для этого рядом с горячими компонентами устанавливаются небольшие металлические теплообменники и уже через них проходит охлаждающая жидкость.
Процессор нагревает металлическую пластину, пластина передаёт тепло жидкости, и потом нагретая жидкость уходит из сервера, охлаждается и снова возвращается обратно. И так дата-центр может содержать огромное количество воды внутри труб, но при этом практически вообще не потреблять новую воду для охлаждения.
Получается так мы просто перенесли тепло с процессора в воду, но теперь нужно охладить уже саму воду. И здесь проблему решит огромный радиатор снаружи здания.
И вот дальше, когда я читал различные источники, меня удивило, что воду можно даже не сильно охлаждать.
Холодная вода не нужна
Как будто, чем мощнее и горячее процессов, тем более холодной водой его нужно охлаждать, но это совсем не так. Современные системы жидкостного охлаждения постепенно переходят к довольно высокой температуре теплоносителя.
Например, новые ИИ-системы могут работать с жидкостью температурой около 40–45°C. Но как можно охлаждать процессор водой температурой 45 градусов?
И всё как это бывает в физике – просто, потому что сам процессор значительно горячее. Если поверхность чипа условно имеет температуру 70–80°C, то жидкость температурой 45°C всё равно будет забирать у него тепло.
И тут есть еще такое преимущество, что если наружный воздух имеет температуру +20°C, то воду температурой 45°C можно охладить обычным наружным воздухом.
И получается, что чем более горячую воду способен использовать дата-центр, тем проще её охлаждать и значит, нужно меньше кондиционеров, меньше электроэнергии и в некоторых случаях вообще не нужна испаряющаяся вода.
Зачем всё так усложнять
Потому что ИИ.
Там мощность оборудования растёт настолько быстро, что обычному воздушному охлаждению всё сложнее поддерживать работу серверов.
Ещё относительно недавно обычная серверная стойка могла потреблять порядка 5–20 кВт, и такой объём тепла вполне можно было отводить воздухом. А современная стойка NVIDIA GB200 NVL72 с 72 графическими процессорами потребляет уже около 120 кВт. У более нового оборудования на архитектуре Rubin речь может идти уже примерно о 200–225 кВт на одну стойку.
То есть на той же небольшой площади теперь может выделяться в десятки раз больше тепла, но вообще это даже не предел и разработчики систем охлаждения уже готовятся к тому, чтобы уметь работать с тепловой нагрузкой вплоть до 1 МВт на одну стойку с ИИ.
И попробуйте отвести столько тепла просто потоком холодного воздуха.
Я регулярно разбираю такие темы в своём Telegram‑канале, если вам интересно глубже понимать аналитику, экономику и рынок труда, там регулярно выходят короткие заметки и обзоры актуальных событий.
Автор: prostoanalytics
