NVIDIA øger anvendelsen af ​​væskekøling til over 20 % i 2025

 

Penetrationshastigheden for flydende køleløsninger forventes at stige markant og springe fra omkring 10 % i 2024 til over 20 % i 2025. Ifølge den seneste TrendForce-undersøgelse forventes NVIDIAs Blackwell-platform at blive leveret i fjerde kvartal, hvilket vil booste vedtagelse af flydende køleløsninger. Den voksende globale bevidsthed om ESG, kombineret med CSP'er, der accelererer implementeringen af ​​AI-servere, letter et skift fra luftkøling til væskekøling.

 

 

På det globale AI-servermarked er NVIDIA fortsat den dominerende leverandør i år. I GPU AI-serversegmentet har NVIDIA en ledende spids med en markedsandel på næsten 90 %, mens AMD ligger på omkring 8 %. TrendForce bemærker, at selvom NVIDIAs Blackwell-forsendelser i øjeblikket er små på grund af igangværende test af forsyningskæden, kræver den nye platforms høje energiforbrug - især den GB200 rackmonterede løsning - forbedret køleeffektivitet, hvilket sandsynligvis øger anvendelsen af ​​væskekøling. Det eksisterende serverøkosystems lave væskekølingsforhold giver dog udfordringer, da ODM'er skal navigere i en indlæringskurve for at løse problemer med lækage og køleeffektivitet effektivt. TrendForce forventer, at i 2025 vil over 80 % af GPU'er på Blackwell-platformen være avancerede, hvilket får strømforsynings- og kølevirksomheder til at konkurrere på AI-væskekølingsmarkedet, hvilket resulterer i ny industridynamik.

 

 

I Google udvider aggressivt flydende køleløsninger

 

I de seneste år har store amerikanske cloud-virksomheder som Google, AWS og Microsoft hurtigt bygget AI-servere primært drevet af NVIDIA GPU'er og proprietære ASIC'er. TrendForce rapporterer, at NVIDIAs GB200 NVL72 kabinet har en termisk designeffekt (TDP) på cirka 140 kW, hvilket nødvendiggør en væskekølingsløsning, overvejende væske-til-luft (L2A). Andre arkitekturer, såsom HGX og MGX Blackwell-servere, bruger primært luftkøling på grund af lavere tæthed.

 

For cloud-virksomheder, der udvikler deres AI ASIC'er, har Googles TPU vedtaget både luft- og væskekølingsløsninger, hvilket gør det førende inden for væskekøling blandt amerikanske virksomheder. BOYD og Cooler Master er nøgleleverandører af koldplader. Kinas Alibaba er den mest aggressive inden for udvidelse af væskekølede datacentre, mens andre cloud-virksomheder fortsat foretrækker luftkøling til deres AI ASIC'er.

 

TrendForce indikerer, at cloud-virksomheder vil specificere nøglekomponentleverandører til GB200-kabinettets væskekølingsløsning. De primære leverandører til koldplader omfatter Qihong og Cooler Master, mens manifolds kommer fra Cooler Master og Shuanghong, og kølevæskedistributionsenheder (CDU'er) er leveret af Vertiv og Delta. Indkøb af vigtige lækagesikre komponenter, såsom quick disconnects (QD'er), er fortsat domineret af udenlandske producenter som CPC, Parker Hannifin, Danfoss og Staubli.

 

▲ AI-server nøglekomponentleverandører til flydende køleløsninger

 

 

II Hvordan adresseres AI Chip Overophedning? Udforsk 3 serverkølingsmetoder

 

Før du dykker dybere ned i kølekonkurrencen, er det vigtigt at forstå de primære kølemetoder, som kan kategoriseres i tre typer: luftkøling, væskekøling og nedsænkningskøling.

 

1. Luftkøling: Stadig meget efterspurgt

Luftkøling er den mest udbredte kølemetode i datacentre og virksomhedsserverrum, beslægtet med at levere kølig luft til servere gennem ventilatorer, køleplader og varmerør. For at opnå optimal køleydelse er avanceret luftkøleteknologi såsom dampkamre (3D VC) kombineret med varmerør og adskillige blæsere nødvendig. Men mens øget luftstrøm og hastighed forbedrer varmekonvektion, kan overdreven støj og vibrationer påvirke servermiljøet negativt. Ifølge Wu Junying, vicegeneraldirektør, har luftkøling stadig en betydelig markedsefterspørgsel, da H100-chips kan køles tilstrækkeligt ved hjælp af luft. Men med forsendelsen af ​​GB-seriens chips vil tempoet for indførelse af væskekøling accelerere.

 

2. Væskekøling: Det store marked, der forfølges af alle leverandører

Væskekøling, også kendt som direkte væskekøling (DLC), kan yderligere opdeles i væske-til-luft og væske-til-væske.

Væske-til-luft: Denne metode bruger vandkølingsrør til at transportere varme fra spåner, hvor det opvarmede vand sendes til ventilatorer bagerst i kabinettet for at sprede varmen. Væske-til-luft-køling er et svar på de fysiske grænser for luftkøling i eksisterende datacentre, da det kræver minimale ændringer af serverrumsinfrastrukturen - blot tilføjelse af en ventilatorbagdør kan forbedre kølingen. I øjeblikket anvender omkring 60-70 % af datacentrene stadig denne kølemetode. Men selvom væske-til-luft er en levedygtig løsning, er den ikke optimal; den tilføjede ventilatorvæg kan hæve støjniveauet til 90-100 decibel (svarende til en travl gade på omkring 80 decibel), hvilket gør det vanskeligt for personalet at arbejde i lokalet i længere perioder.

 

Væske-til-væske: Denne metode involverer at lukke forseglede rørledninger fyldt med kølevæske omkring serverens varmegenererende komponenter. Varme overføres gennem termiske kobberplader til kølevæsken, hvilket muliggør en cyklus med varm og kold væskeudveksling. I modsætning til væske-til-luft kræver denne metode ikke blæservægge bag serverskabene, hvilket forbedrer pladsudnyttelsen markant og reducerer støjniveauet. NVIDIAs avancerede GB200 NB072 bruger væske-til-væske køling.

 

3. Nedsænkningskøling: Fremtidens kølende hellige gral?

Nedsænkningskøling involverer nedsænkning af hele servere i ikke-ledende væske, beslægtet med et varmt bad, og effektivt køling af ikke kun chips, men også CPU'er, hukommelse og andre elektroniske komponenter i servere. Men spørgsmål som miljøhensyn i forbindelse med nedsænkningsvæsker, de langsigtede virkninger på elektroniske komponenter og løbende vedligeholdelse udgør betydelige udfordringer. Datacentre, der overvejer nedsænkningsløsninger, skal også evaluere den strukturelle integritet af bygningsgulve og den underliggende infrastruktur til el- og vandsystemer. Implementering af nedsænkningskøling kræver omfattende redesign af faciliteten, hvilket resulterer i betydelige omkostninger.