Jednofazowe chłodzenie megawatowe dla AI

fot. Rittal

Jako lider w branży oraz globalny dostawca systemów dla rozwiązań infrastruktury przemysłowej i IT, Rittal każdego dnia odpowiada na potrzeby swoich partnerów z różnych gałęzi przemysłu. W maju tego roku firma zaprezentowała najnowszą propozycję dla branży IT, której rozwój ściśle wiąże się z ekspansją sztucznej inteligencji. Aby wesprzeć mierzących się z nową technologią i jej potrzebami specjalistów, Rittal proponuje innowacyjne rozwiązanie, jakim jest jednofazowe chłodzenie megawatowe dla AI.

Aktualne problemy branży IT

W czerwcu 2023 roku firma doradztwa finansowego McKinsey przewidywała, że związany z rozwojem GenAI wzrost produktywności może wnieść do globalnej gospodarki od 2,6 do 4,4 biliona dolarów rocznie. Jak zauważył wówczas reprezentujący markę Rittal Philipp Guth, realizacja choćby ułamka tych przewidywań, wymusiłaby na branży IT błyskawiczny, a jednocześnie dokładnie przemyślany i zaplanowany rozwój. 

Operatorzy Data Center i ich partnerzy technologiczni mierzą się dziś z wyzwaniami, z jakimi nie mieli do czynienia nigdy wcześniej. Wykorzystanie w infrastrukturze IT wytwarzającej ogromną moc obliczeniową sztucznej inteligencji sprawia, że dostępne dotychczas rozwiązania w zakresie skalowania, chłodzenia, dystrybucji energii i efektywności energetycznej nie są już wystarczające. Chcąc wspomóc dążenia branży do usprawnienia tych procesów i dopasowanie ich do zmieniających się potrzeb zarówno pod względem wydajności, jak i technologii, firma Rittal podjęła się stworzenia systemu chłodzenia o mocy ponad 1 MW specjalnie z przeznaczeniem dla AI.

Ścisła współpraca z kilkoma hyperscalerami pozwoliła producentowi na opracowanie modułowego rozwiązania chłodniczego, które przy bezpośrednim chłodzeniu wodą zapewnia moc chłodniczą przekraczającą 1 MW. Rozwiązanie to pozwala na osiąganie wymaganych gęstości mocy.

Modułowa platforma do jednofazowego chłodzenia cieczą

W swoim systemie jednofazowego bezpośredniego chłodzenia cieczą, którą w tym przypadku jest woda, Rittal wykorzystuje rozdzielacze chłodziwa, zaprojektowane z myślą o ich szczególnie łatwym serwisowaniu. Rozwiązanie tego problemu oparto na połączeniu modułowości z zaletami konstrukcyjnymi Open Rack V3, które rozwinięto w projekcie Open Compute Project (OCP). W jaki sposób? Poszukując analogii do tego przypadku, możemy odnieść się do kwestii zasilania.

Serwer w szafie zostaje podłączony do centralnych wlotów i wylotów obiegu wody poprzez znormalizowane przyłącza. Jednostki funkcjonalne, takie jak centralna jednostka sterująca oraz jednostki transportujące chłodziwo (CCU) są, zależnie od wymagań wydajnościowych, całkowicie modułowe. Taka postać komponentów pozwala na ich łatwy montaż, a także zapewnia wysoką dostępność dzięki redundantnej konstrukcji n+1.

 – Wymagana jest wysoka standaryzacja i skalowalność poprzez modułową konstrukcję oraz globalną dostępność, aby umożliwić szybkie rozszerzenie infrastruktury technicznie, ekonomicznie i organizacyjnie – Philipp Guth, Rittal International CTO.

Należy zaznaczyć, że taka koncepcja to nie tylko wygoda w kwestii montażu, lecz również duże korzyści w zakresie obsługi, w tym możliwość konserwacji komponentów podczas pracy czy łatwa wymiana elementów za pomocą funkcji “hot swap”. Warto wspomnieć, że monitorowanie wycieków rozpoczyna się właśnie na poziomie komponentów. Zasilanie dostarczane jest przez umieszczoną w szafie znormalizowaną szynę zbiorczą prądu stałego.

Więcej niż 1 megawat

Korzystając z proponowanego przez markę Rittal rozwiązania, mamy do wyboru dwa warianty. Pierwszy, wykorzystujący roztwór ciecz-ciecz, przeznaczony jest dla łączonych szeregowo szaf o łącznej mocy przekraczającej wartość 1 megawata (do 100 kW w jednej szafie). Opcja ta, ze względu na możliwość odzysku ciepła, pozwala na skuteczną redukcję śladu węglowego. Wykorzystując swoje doświadczenie, Rittal wspiera planowanie Data Center w taki sposób, by odzyskiwane ciepło było efektywnie transportowane z kolektora w szafie do dalszego wykorzystania na przykład w sieciach ciepłowniczych.

Druga opcja zakłada użycie mieszaniny ciecz-powietrze. Przeznaczona jest dla tych Data Center, w których brak podłączenia wody, a uwalnianie ciepła do powietrza odbywa się przez tylne drzwi szafy lub za pośrednictwem bocznej chłodnicy w ramach systemu zamkniętego.

 – Możliwości kombinacji modułów platformy zostały zaprojektowane z myślą o wysokim poziomie elastyczności. Uzupełniają one ofertę systemową Rittal jako dodatkowe elementy konstrukcyjne ze skoordynowanymi modułami dla wszystkich filarów centrum danych OT, takich jak szafy, chłodzenie, zasilanie, monitorowanie i bezpieczeństwo – wymienia Lars Platzhoff, kierownik jednostki biznesowej Rittal Cooling Solutions.

Zintegrowana infrastruktura

Oferowany Klientom Rittal system chłodzenia dla AI to nie tylko nowoczesne rozwiązanie, ale też rozwiązanie elastyczne. Modułowe systemy chłodzenia jednofazowego nie będą przeznaczone jedynie dla Open Rack V3 w technologii 21 cali. Pojawi się również wariant dla szaf VX IT w technologii 19-calowej.

 – Coraz częściej zasilanie, chłodzenie i monitorowanie są integrowane bezpośrednio w standaryzowanej szafie jako fundamentalne filary infrastruktury IT. Głównymi czynnikami napędzającymi ten trend są liczni hyperscalerzy i producenci serwerów OEM, dla których jesteśmy głównym dostawcą szaf. Jesteśmy przekonani, że ta koncepcja wkrótce stanie się standardem dla naszych globalnych klientów IT, ponieważ coraz wyższa wydajność i szybkie skalowanie będą potrzebne. Oprócz hyperscalerów stanie się to również interesujące dla coraz większej liczby kolokatorów – powiedział Philipp Guth, Rittal International CTO

Pełna integracja z platformą systemową Rittal jest istotnym czynnikiem umożliwiającym rozwój infrastruktury potrzebnej do zastosowań AI na dużą skalę – od dużych centrów danych hyperscalerów po centra danych małych przedsiębiorstw.

 – Bezpośrednie chłodzenie cieczą jest technologią wspomagającą AI. Nasz rozwój został zainspirowany przez naszych głównych globalnych klientów oraz wieloletnie doświadczenie Rittal w branży IT i przemyśle, 20 lat chłodzenia urządzeń IT o wysokiej gęstości i ponad trzydzieści lat kontroli układów klimatyzacji dla systemów sterowania, układów elektrycznych i maszyn w najtrudniejszych warunkach przemysłowych. Chcemy, aby wynik był dostępny dla klientów – zarówno dużych, jak i małych - tak szybko, jak to możliwe – dodaje Philipp Guth, Rittal International CTO.

Źródło: Rittal