Lösningar för flytande kylning för AI-datacenter – Analys av fördelar med flytande kylning

 

Ⅰ Fördelar med flytande kylning

 

För att säkerställa en smidig och effektiv drift av dagens datacenter kräver många anläggningar kylningslösningar. Med framväxten av artificiell intelligens och big data har mängden data som behöver bearbetas ökat, vilket leder till en ökning av värme som genereras av högpresterande bearbetning. Några fördelar med att byta till flytande kyllösningar inkluderar:

 

1. Att byta från luftkonditionering till effektivare vätskekylning kan minska driftskostnaderna med över 40 %

• Att övergå från luftkylning till flytande kyla kan spara energi.
• Genom att minska driften av systemfläktarna sparas ytterligare ström.
• Återbetalningsperioden för anläggningsinvesteringar är i genomsnitt ett år, vilket ökar avkastningen på investeringen (ROI).

 

2. Vätskekylningseffektivitet förbättrar avsevärt energianvändningseffektiviteten (PUE) för högpresterande, kraftfulla processorer och GPU:er

• Vätska är i sig mer effektiv för att ta bort värme, upp till 1000 gånger effektivare än luftkylning.
• Eftersom luftkylning inte längre kommer att möta framtida kylbehov för CPU:er och GPU:er kan flytande kylning bli en nödvändighet.
• Den stöder servrar med högsta prestanda och högsta densitet, vilket ökar beräkningskraften per kvadratfot.

 

3. Minska kostnader och miljöpåverkan

• Vätskekylning minskar energianvändningen och minskar koldioxidutsläppen från kraftverk med fossila bränslen. Att minska miljöpåverkan från dagens datacenter håller på att bli ett företagsansvar.
• Dessutom minskar vätskekylning chip jitter. När en CPU eller GPU överhettas eller närmar sig sin maximala driftstemperatur, implementerar den prestandaminskningsåtgärder, känd som "termisk strypning", för att förhindra chipskador. Termisk strypning resulterar i en minskning av systemets prestanda, vilket påverkar applikationens bearbetningshastighet.

 

▲ Minska kostnader och miljöpåverkan av vätskekylning

 

 

Specifikt kan chip strypning manifesteras på två sätt:

1. Minska klockhastigheten: CPU:n eller GPU:n minskar dess driftshastighet, dvs. sänker klockfrekvensen. Som ett resultat minskar arbetsbelastningen som CPU eller GPU kan hantera per klockcykel, vilket genererar mindre värme.

2. Inaktivera vissa kärnor: I vissa flerkärniga processorer, för att minska värmegenereringen, kan vissa kärnor vara inaktiverade. Även om den totala prestandan minskar genererar de återstående aktiva kärnorna mindre värme.

 

Dessa strypningsåtgärder är skyddsåtgärder för att förhindra överhettning av CPU. Överhettning påverkar inte bara prestandan utan kan också förkorta enhetens livslängd och till och med orsaka skada. Därför är det avgörande att se till att CPU och annan hårdvara fungerar inom ett lämpligt temperaturintervall.

 

▲ Servrar för flytande kylning

 

 

Ⅱ Ordlista

 

Power Usage Effectiveness (PUE)

PUE, eller Power Usage Effectiveness, är ett standardmått för att mäta energieffektiviteten i ett datacenter. Det definieras som förhållandet mellan den totala energiförbrukningen för datacenter och energiförbrukningen för IT-utrustning. Formeln för att beräkna PUE är:

 

PUE=Total energiförbrukning för datacenter / energiförbrukning för IT-utrustning

 

Ett idealiskt PUE-värde är 1.0, vilket innebär att all ström som kommer in i datacentret används av IT-utrustning, utan slöseri med energi. Men i verkligheten, på grund av faktorer som kylsystem, belysning och effektineffektivitet, är PUE-värdet vanligtvis högre än 1.0.

 

Vätskekylning förbättrar PUE avsevärt för datacenter, främst i följande aspekter:

 

1. Effektivare kylning:Vätskekylning är effektivare än traditionell luftkylning, kan ta bort värme snabbare. Det betyder att mindre energi behövs för att hålla samma driftstemperatur för IT-utrustning.
2. Minskad energiförbrukning för hjälputrustning:Vätskekylsystem kan minska behovet av luftkonditionering och många fläktar, som vanligtvis förbrukar betydande energi i luftkylningssystem. Genom att minska energiförbrukningen för dessa hjälpenheter kan datacentrets totala PUE förbättras avsevärt.
3. Stödjer datorer med högre densitet:Vätskekylning gör att fler servrar och datorenheter kan placeras på ett mindre utrymme, vilket ökar beräkningskraften per kvadratmeter. Denna högdensitetsberäkning förbättrar IT-utrustningens effektivitet utan att öka kylningskraven.
4. Lägre total energiförbrukning:Eftersom vätskekylning är effektivare när det gäller värmeavlägsnande minskar den totala energiförbrukningen för kylning i datacentret, vilket direkt påverkar PUE-beräkningen och för den närmare 1.0.

 

Därför, för högpresterande, kraftfulla CPU:er och GPU:er, förbättrar flytande kylning datacenter PUE avsevärt genom att öka kylningseffektiviteten och minska den totala energiförbrukningen, vilket gör datacenterdriften mer miljövänlig och kostnadseffektiv.