I. La refrigeració líquida ha passat d'"Opcional" a "Essencial"

 

1. L'augment de la demanda de potència de càlcul i mòduls òptics

En el panorama en ràpida evolució de la intel·ligència artificial (IA), la demanda de potència de càlcul ha assolit cotes sense precedents. L'aparició de grans models, com els utilitzats en el ChatGPT d'OpenAI, ha creat un buit important en la potència informàtica necessària. OpenAI informa que la taxa de creixement de la potència de càlcul del model supera els avenços en el maquinari d'IA en una sorprenent deu vegades. A mesura que els grans models s'expandeixen a bilions de paràmetres, la necessitat de millorar el rendiment dels xips d'entrenament d'IA s'ha tornat fonamental, impulsant les expectatives d'una transmissió de dades més ràpida.

 

Aquest creixement exponencial de l'escala informàtica ha fet que la interconnectivitat dins dels centres de dades sigui un problema central. A mesura que avança la formació en IA, les limitacions de la informàtica amb una sola targeta/servidor s'estan fent evidents. La interconnectivitat de xip a xip s'ha convertit en una prioritat, la qual cosa requereix mòduls òptics eficients i d'alta velocitat per facilitar l'intercanvi ràpid de dades. En conseqüència, el desplegament de mòduls òptics d'alta velocitat és essencial per millorar l'eficiència de la interconnectivitat, especialment quan els centres de dades actualitzen les seves arquitectures de potència informàtica.

 

▲ Mòduls òptics que faciliten la transmissió de dades a alta velocitat als centres de dades

2. El punt d'inflexió per a la refrigeració líquida

La refrigeració líquida està a punt de convertir-se en el següent element crític de la infraestructura d'IA, paral·lelament a l'evolució dels mòduls òptics. A mesura que els productes electrònics continuen avançant, la necessitat de sistemes de refrigeració eficients s'està convertint en innegable. De la mateixa manera que la trajectòria dels mòduls òptics va passar d'un luxe a una necessitat, la tecnologia de refrigeració líquida segueix el seu exemple.

 

Històricament, les solucions de refrigeració van evolucionar des de mètodes passius com la refrigeració d'aire natural i els dissipadors de calor fins a tecnologies més avançades, com ara l'aire condicionat i, finalment, la refrigeració líquida. Aquesta transició reflecteix una tendència més àmplia en el sector de l'electrònica on la gestió tèrmica és primordial per garantir un rendiment òptim i una longevitat dels components.

 

3. Per què la refrigeració líquida és ara essencial

Xips

L'impacte de la temperatura ambiental en els xips de semiconductors és crític. Les temperatures elevades poden degradar significativament el rendiment i la vida útil dels components electrònics. Els entorns tèrmics elevats provoquen una expansió tèrmica en materials com condensadors i resistències, que poden provocar fallades mecàniques i dificultar el funcionament normal. Segons els informes d'ANJIE, la refrigeració per aire tradicional només pot gestionar la dissipació de calor de fins a 800 W, un llindar que està sent superat per diversos productes de NVIDIA.

 

Centres de dades

Els centres de dades refrigerats per aire solen admetre una densitat de 8-10 kW per armari. Tanmateix, com que es preveu que la potència de càlcul del clúster d'IA assoleixi 20-50 kW per armari el 2025, les limitacions de la refrigeració per aire es fan clarament evidents. L'augment de la densitat de potència exigeix ​​mètodes de refrigeració més eficients, situant la refrigeració líquida com l'alternativa superior.

 

▲ Centre de dades d'IA d'alta densitat que empra tecnologies de refrigeració líquida

 

 

II. Polítiques de refrigeració líquida Injecteu un "estimulant" al mercat

 

PUE (Efectivitat de l'ús d'energia) serveix com a mètrica clau per avaluar l'eficiència energètica dels centres de dades. Un PUE més baix indica un centre de dades més ecològic i eficient, ja que reflecteix la relació entre l'energia total consumida per una instal·lació i la consumida únicament per les càrregues de TI. Als centres de dades típics, els equips informàtics representen aproximadament el 50% del consum d'energia, mentre que els sistemes de refrigeració aporten al voltant del 35%.

 

Les tecnologies de refrigeració líquida tendeixen a mostrar valors PUE significativament més baixos en comparació amb la refrigeració per aire tradicional. Per exemple, mentre que la refrigeració per aire tradicional manté un PUE d'uns 1,3, els mètodes de refrigeració líquida poden reduir-lo a entre 1,05 i 1,2, depenent de la tecnologia específica emprada.

 

▲ Comparació PUE entre les tecnologies de refrigeració per aire i refrigeració líquida

 

 

III. Creixement estratègic de Vertiv mitjançant refrigeració líquida

 

Vertiv ha fet avenços significatius en la millora de les seves capacitats de refrigeració líquida amb la seva adquisició de CoolTera. Aquesta empresa amb seu al Regne Unit està especialitzada en infraestructures de refrigeració líquida i ha col·laborat amb Vertiv durant diversos anys en múltiples projectes de centres de dades i supercomputació. S'espera que aquesta adquisició reforçi la posició de Vertiv al mercat de la gestió tèrmica, permetent-li oferir solucions més robustes i adaptades a les necessitats en evolució dels centres de dades.

 

 

IV. La cadena de valor bàsica de la refrigeració líquida

1. Entendre la refrigeració líquida

La refrigeració líquida fa referència als mètodes utilitzats per mantenir les temperatures de funcionament òptimes dels sistemes informàtics. Aprofitant l'alta capacitat calorífica específica dels líquids, aquesta tecnologia transfereix eficaçment la calor generada pels components interns a l'entorn exterior. Els sistemes de refrigeració líquida es poden classificar en tècniques de refrigeració directe i indirecta. El refredament indirecte, com els sistemes de plaques fredes, garanteix que el líquid de refrigeració no entri en contacte directament amb els components escalfats, mentre que els mètodes de refrigeració directe inclouen el refredament per immersió, on el medi de refrigeració interacciona directament amb els components escalfats.

 

2. Ecosistema de la indústria de refrigeració líquida: sistemes de plaques fredes

La indústria de refrigeració líquida comprèn diversos components i sistemes, com ara:

• Unitats RCM (Subministrament i retorn de refrigerant):Aquestes unitats gestionen la distribució i recollida de refrigerant dins d'armaris de refrigeració líquida.
• Unitats de distribució de refrigeració (CDU):Les CDU faciliten la separació dels refrigerants que entren als components de la placa freda de l'aigua de refrigeració pel costat de la font freda.
• LCM (mòduls de circulació de líquids):Aquests mòduls gestionen el transport i retorn de refrigerants a tot el sistema de refrigeració.

 

Els refrigerants utilitzats poden variar, amb opcions que inclouen aigua desionitzada i solucions a base de glicol, que contribueixen a una transferència de calor eficaç.

 

▲ Visió general de l'ecosistema de refrigeració líquida als centres de dades

 

 

V. Identificació d'empreses beneficiàries de la cadena de subministrament de refrigeració líquida

1. Empreses beneficiàries: Components Interns del Servidor

La cadena de subministrament de refrigeració líquida es pot dividir en tres categories principals: components interns del servidor, construcció de refrigeració líquida i proveïdors d'infraestructures de refrigeració líquida. Els components interns inclouen sistemes de placa freda i desconnexions ràpides, que són vitals per millorar el rendiment dels xips d'IA d'alta potència. Empreses com Huawei i NVIDIA són actors clau en aquest sector.

 

2. Construcció de refrigeració líquida

La construcció de refrigeració líquida inclou proveïdors de solucions de cadena completa i fabricants de servidors. Els proveïdors de cadena completa, com Vertiv, ofereixen solucions integrals, però és possible que no subministren servidors directament, la qual cosa requereix la col·laboració amb els fabricants de xips.

 

3. IDC Construcció

Els fabricants d'IDC són els responsables de construir centres de dades i desenvolupar solucions de refrigeració líquida adaptades a les necessitats del client. Aquests fabricants integraran cada cop més les tecnologies de refrigeració líquida als seus dissenys per optimitzar el rendiment.

 

4. Proveïdors d'infraestructures

Els proveïdors d'infraestructures ofereixen components específics de refrigeració líquida, com ara CDU i LCM. A mesura que augmenta la demanda d'aquestes tecnologies, es preveu que augmentaran tant el volum com els preus d'aquests productes, reflectint la creixent importància del refredament líquid en el disseny del centre de dades.

 

 

Conclusió

 

El canvi de la refrigeració per aire a la refrigeració líquida a les infraestructures d'IA no és només una tendència, sinó una evolució essencial impulsada per l'augment de la demanda informàtica. Amb la proliferació de grans models i la necessitat d'una gestió tèrmica eficient, les tecnologies de refrigeració líquida jugaran un paper fonamental en el futur dels centres de dades. A mesura que empreses com Vertiv milloren les seves capacitats mitjançant adquisicions estratègiques i associacions, el mercat de refrigeració líquida està preparat per a un creixement significatiu. Aquesta transició contribuirà finalment a entorns informàtics més eficients, sostenibles i d'alt rendiment.