Rješenja za hlađenje tekućinom za AI podatkovne centre – Analiza prednosti hlađenja tekućinom

 

Ⅰ Prednosti tečnog hlađenja

 

Da bi se osigurao nesmetan i efikasan rad današnjih data centara, mnogim objektima su potrebna rješenja za hlađenje. S porastom umjetne inteligencije i velikih podataka, količina podataka koju je potrebno obraditi je porasla, što je dovelo do povećanja topline koja se stvara obradom visokih performansi. Neke prednosti prelaska na rješenja za tekuće hlađenje uključuju:

 

1. Prebacivanje s klima uređaja na efikasnije hlađenje tekućinom može smanjiti operativne troškove za preko 40%

• Prelazak sa vazdušnog hlađenja na tečno hlađenje može uštedeti energiju.
• Smanjenjem rada sistemskih ventilatora, štedi se dodatna snaga.
• Period povrata investicije u objekte je u prosjeku godinu dana, povećavajući povrat ulaganja (ROI).

 

2. Efikasnost hlađenja tekućinom značajno poboljšava efikasnost upotrebe energije (PUE) za CPU i GPU visokih performansi i velike snage

• Tečnost je sama po sebi efikasnija u uklanjanju toplote, do 1000 puta efikasnija od vazdušnog hlađenja.
• Kako vazdušno hlađenje više neće zadovoljavati buduće potrebe za hlađenjem CPU-a i GPU-a, tečno hlađenje može postati neophodnost.
• Podržava servere sa najvećim performansama i najvećom gustoćom, povećavajući računarsku snagu po kvadratnom metru.

 

3. Smanjenje troškova i uticaja na životnu sredinu

• Tečno hlađenje smanjuje potrošnju energije i smanjuje emisije ugljika iz elektrana na fosilna goriva. Smanjenje uticaja današnjih data centara na životnu sredinu postaje korporativna odgovornost.
• Osim toga, tečno hlađenje smanjuje podrhtavanje čipa. Kada se CPU ili GPU pregriju ili približe svojoj maksimalnoj radnoj temperaturi, on implementira mjere smanjenja performansi, poznate kao "termičko prigušivanje", kako bi spriječio oštećenje čipa. Termičko prigušivanje rezultira smanjenjem performansi sistema, što utiče na brzinu obrade aplikacije.

 

▲ Smanjenje troškova i uticaja tečnog hlađenja na životnu sredinu

 

 

Konkretno, prigušivanje čipa se može manifestirati na dva načina:

1. Smanjenje brzine takta: CPU ili GPU smanjuju svoju radnu brzinu, tj. snižavaju frekvenciju takta. Kao rezultat, smanjeno je radno opterećenje koje CPU ili GPU mogu podnijeti po ciklusu takta, stvarajući manje topline.

2. Onemogućavanje nekih jezgara: U nekim višejezgrenim CPU-ima, da bi se smanjilo stvaranje topline, određena jezgra mogu biti onemogućena. Iako se ukupne performanse smanjuju, preostale aktivne jezgre generiraju manje topline.

 

Ove mjere prigušenja su zaštitne radnje za sprječavanje pregrijavanja CPU-a. Pregrijavanje ne samo da utječe na performanse, već može i skratiti vijek trajanja uređaja, pa čak i uzrokovati oštećenje. Stoga je ključno osigurati da CPU i drugi hardver rade u odgovarajućem temperaturnom rasponu.

 

▲ Serveri za hlađenje tekućinom

 

 

Ⅱ Glossary

 

Efikasnost upotrebe energije (PUE)

PUE, ili Efikasnost upotrebe energije, je standardna metrika za mjerenje energetske efikasnosti data centra. Definira se kao omjer ukupne potrošnje energije data centra i potrošnje energije IT opreme. Formula za izračunavanje PUE je:

 

PUE=Ukupna potrošnja energije centra podataka / Potrošnja energije IT opreme

 

Idealna PUE vrijednost je 1.0, što znači da svu energiju koja ulazi u podatkovni centar koristi IT oprema, bez gubitka energije. Međutim, u stvarnosti, zbog faktora kao što su sistemi hlađenja, rasvjeta i neefikasnost napajanja, PUE vrijednost je obično viša od 1.0.

 

Hlađenje tekućinom značajno poboljšava PUE centara podataka, uglavnom u sljedećim aspektima:

 

1. Efikasnije hlađenje:Tečno hlađenje je efikasnije od tradicionalnog vazdušnog hlađenja, u stanju je brže da ukloni toplotu. To znači da je potrebno manje energije za održavanje iste radne temperature za IT opremu.
2. Smanjena potrošnja energije pomoćne opreme:Sistemi za hlađenje tekućinom mogu smanjiti potrebu za klimatizacijom i brojnim ventilatorima, koji obično troše značajnu energiju u sistemima za hlađenje zraka. Smanjenjem potrošnje energije ovih pomoćnih uređaja, ukupni PUE data centra može se značajno poboljšati.
3. Podrška računarstvu veće gustine:Tečno hlađenje omogućava da se više servera i računarskih uređaja smešta u manji prostor, čime se povećava računarska snaga po kvadratnom metru. Ovo računarstvo visoke gustine poboljšava efikasnost IT opreme bez povećanja zahtjeva za hlađenjem.
4. Manja ukupna potrošnja energije:Kako je tečno hlađenje efikasnije u uklanjanju topline, ukupna potrošnja energije za hlađenje u podatkovnom centru je smanjena, što direktno utiče na PUE proračun, približavajući ga 1.0.

 

Stoga, za CPU i GPU visokih performansi, velike snage, tečno hlađenje značajno poboljšava PUE centra podataka povećanjem efikasnosti hlađenja i smanjenjem ukupne potrošnje energije, čineći rad podatkovnog centra ekološki prihvatljivijim i isplativijim.