Компания Nvidia представила новую концепцию охлаждения серверного оборудования, которая может заметно изменить подход к эксплуатации современных дата-центров. Вместо традиционного использования холодной воды и энергоёмких холодильных установок производитель предлагает применять теплоноситель с температурой около 45 градусов Цельсия, что позволит существенно снизить затраты на электроэнергию и практически отказаться от расхода воды.

По мнению Nvidia, такой подход особенно актуален на фоне стремительного роста вычислительных нагрузок, связанных с искусственным интеллектом. Новая технология рассчитана на серверы следующего поколения с чипами Rubin и способна не только повысить энергоэффективность ЦОД, но и упростить строительство новых вычислительных площадок, где вопросы охлаждения становятся одной из главных инженерных проблем.

Почему существующие системы охлаждения становятся неэффективными

Современные дата-центры потребляют огромные объёмы энергии не только для работы серверов, но и для отвода выделяемого ими тепла. Чем мощнее становятся ускорители искусственного интеллекта и графические процессоры, тем больше ресурсов требуется для поддержания стабильной температуры оборудования.

Особенно затратными считаются системы жидкостного охлаждения, использующие промышленные чиллеры. На их работу может приходиться до 40 % общего энергопотребления вычислительного центра. Дополнительной проблемой становится расход воды, часть которой неизбежно теряется в процессе испарения.

Воздушное охлаждение также нельзя назвать идеальным решением. Оно требует значительных затрат электроэнергии на работу вентиляторов, создаёт высокий уровень шума и постепенно приближается к пределу своих возможностей по мере роста тепловыделения современных серверов.

В чём заключается новая технология Nvidia

Новая система использует специальную охлаждающую смесь, состоящую примерно на 75 % из воды и на 25 % из пропиленгликоля. Главная особенность решения заключается в том, что теплоноситель работает при температуре около 45 °C.

На первый взгляд такой показатель кажется слишком высоким для охлаждения высокопроизводительных процессоров. Однако инженеры Nvidia утверждают, что этого достаточно для эффективного отвода тепла от будущих ускорителей Rubin, рабочая температура которых может достигать примерно 55 °C.

Благодаря более высокой температуре охлаждающей жидкости отпадает необходимость постоянно производить большое количество холодной воды. Это позволяет значительно сократить нагрузку на инженерную инфраструктуру дата-центра.

Практически без расхода воды

Одним из ключевых преимуществ технологии называется замкнутый цикл работы.

По данным Nvidia, система заполняется теплоносителем один раз на этапе ввода объекта в эксплуатацию и затем функционирует без постоянного пополнения. Такой подход способен практически полностью исключить потери воды, характерные для традиционных систем охлаждения.

На фоне растущего внимания к экологичности и рациональному использованию природных ресурсов это может стать серьёзным преимуществом для операторов крупных вычислительных площадок.

Экономия электроэнергии может оказаться значительной

Эксперты отрасли отмечают, что даже небольшое повышение температуры работы холодильного оборудования положительно влияет на энергопотребление.

Согласно оценкам, увеличение целевой температуры чиллера всего на один градус позволяет снизить затраты на электроэнергию примерно на 4 %. Если же сравнивать традиционные схемы охлаждения, работающие при температуре 21–24 °C, с предложенным Nvidia режимом в 45 °C, потенциальная экономия может оказаться весьма существенной.

Для операторов крупных дата-центров, где расходы на электричество измеряются миллионами долларов ежегодно, даже несколько процентов экономии способны дать серьёзный финансовый эффект.

Где технология будет наиболее эффективной

Максимальную эффективность новая система сможет продемонстрировать в регионах с умеренным и холодным климатом. В таких условиях внешняя температура редко приближается к отметке 45 °C, поэтому дополнительное охлаждение потребуется лишь в исключительных случаях.

В более жарких регионах технология также остаётся применимой, однако при экстремально высоких температурах окружающей среды может возникнуть необходимость временного подключения традиционных чиллеров. Тем не менее подобные периоды обычно занимают небольшую часть года, поэтому общий уровень энергопотребления всё равно будет ниже по сравнению с классическими схемами охлаждения.

Что это значит для индустрии дата-центров

Рост популярности искусственного интеллекта привёл к тому, что многие проекты по строительству новых дата-центров сталкиваются с ограничениями по энергоснабжению, водоснабжению и охлаждению. По данным отраслевых аналитиков, именно проблемы теплоотвода уже стали одной из причин задержек при запуске десятков новых объектов по всему миру.

Предложенная Nvidia технология может частично решить эти сложности, упростив проектирование инженерной инфраструктуры и снизив требования к потреблению ресурсов. Однако её массовое внедрение займёт время, поскольку операторам придётся адаптировать новые и существующие площадки под изменённую архитектуру охлаждения.

При этом полностью избавиться от проблемы тепловыделения не получится: серверы с ускорителями искусственного интеллекта по-прежнему будут генерировать колоссальные объёмы тепла. Новая система лишь предлагает более эффективный и экономичный способ его отвода.