全球正在掀起一場(chǎng)關(guān)于AI算力的“競(jìng)賽”，越來(lái)越多的智算中心正在加速部署：截止2023年底，國(guó)內(nèi)智算中心項(xiàng)目為128個(gè)；與此同時(shí)，2024年共有39個(gè)智算中心項(xiàng)目已投產(chǎn)。IDC也預(yù)計(jì)：到2026年，中國(guó)智能算力規(guī)模將進(jìn)入每秒十萬(wàn)億億次浮點(diǎn)（ZFLOPS）級(jí)別，達(dá)到1271.4EFLOPS。

在智算中心“如火如荼”的部署之時(shí)，如何“制冷”卻是建造與運(yùn)維中不可繞開(kāi)的難題：隨著人工智能服務(wù)器集群所帶來(lái)的高功率散熱挑戰(zhàn)迅速提升，傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱所能提供的制冷支持也愈發(fā)“捉襟見(jiàn)肘”，AI智算中心正在上演一場(chǎng)“冰與火之歌。”

綜合考量性能、成本、應(yīng)用場(chǎng)景，智算中心液冷架構(gòu)該怎么選擇？施耐德電氣推出《智算中心液冷架構(gòu)探討》白皮書(shū)，為你挑選更適合的智算中心液冷架構(gòu)提供“解題思路”。

Part 01

分析題干·液冷架構(gòu)的關(guān)鍵要素是？

當(dāng)我們談到“液冷架構(gòu)”，我們往往在談什么？其關(guān)鍵要素又是什么？AI 服務(wù)器的液冷方式主要有冷板式液冷和浸沒(méi)式液冷，雖然二者在生態(tài)系統(tǒng)上有些微差異，但卻有著共通的三大要素——

服務(wù)器內(nèi)部的熱捕捉

CDU類(lèi)型

將熱量排至室外環(huán)境的方法

數(shù)據(jù)中心液冷架構(gòu)簡(jiǎn)化視圖

服務(wù)器內(nèi)的熱捕獲簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)冷卻液把熱量從IT組件上“抽出來(lái)”，雖然“熱捕獲”這一要素是液冷架構(gòu)的重要組成部分，但后兩個(gè)要素才是真正考察的“重難點(diǎn)”。

Part 02

拆解考點(diǎn)·“種草”的CDU如何選？

考點(diǎn)一：冷卻分配單元（CDU）——

掌握給IT系統(tǒng)分配制冷量的“大權(quán)”，就像“智能空調(diào)管家”。但想挑選一名合適的“管家”并不簡(jiǎn)單，除了溫度控制、流量控制、壓力控制、流體處理、熱交換和隔離這五大基本功能，CDU還有眾多其他具體屬性，細(xì)看下來(lái)實(shí)在讓人焦頭爛額！

此時(shí)我們可以用到“控制變量法”，通過(guò)確定兩大CDU的關(guān)鍵屬性以簡(jiǎn)化決策流程，實(shí)現(xiàn)“公式活用”。

01 熱交換類(lèi)型：

液體-空氣（L2A）：“捉住”IT組件中的熱量后，直接排放到數(shù)據(jù)中心的空氣中

液體-液體（L2L）：“捉住”IT組件中的熱量后，排放到設(shè)施內(nèi)的水系統(tǒng)“改造”

除了這兩種主流的熱交換類(lèi)型，還有制冷劑-空氣（R2A）、制冷劑-液體（R2L）、液體-制冷劑（L2R）、制冷劑-制冷劑（R2R）等共計(jì)6種熱交換類(lèi)型。

02 CDU的容量和尺寸外形

機(jī)柜內(nèi)安裝式：顧名思義，將CDU安裝在機(jī)柜內(nèi)并為單個(gè)機(jī)柜提供制冷；通常分為20-40kW和40-80kW兩種容量。

落地式：類(lèi)似“中央空調(diào)”為多個(gè)機(jī)柜提供制冷，通常與液冷IT機(jī)柜相鄰；根據(jù)熱交換類(lèi)型的不同，其功率可達(dá)約60 kW或從300 kW到1MW以上不等。

Part 03

拆解考點(diǎn)·把熱量排出去總共分幾步？

考點(diǎn)二：將熱量排至室外——

在“熱量大掃除”后，收集到的余熱該如何處理？在家中，掃出來(lái)的垃圾可以直接扔進(jìn)垃圾桶，但對(duì)于精巧的數(shù)據(jù)中心而言，將熱量排至室外可就沒(méi)那么簡(jiǎn)單了。常見(jiàn)的“解題思路”有3種——

液-氣熱交換：將熱量直排IT機(jī)房的空氣中（閉環(huán)式局部散熱）

液-液熱交換：熱量排到設(shè)施系統(tǒng)現(xiàn)有回路的水中進(jìn)行循環(huán)降溫

設(shè)計(jì)專(zhuān)用散熱系統(tǒng)：為智算中心的液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)獨(dú)立散熱系統(tǒng)

液冷架構(gòu)散熱的簡(jiǎn)化視圖

雖然看起來(lái)這三種熱量排放方式效率不同，但其實(shí)它們各有所長(zhǎng)，需要根據(jù)不同的數(shù)據(jù)中心液冷改造環(huán)境綜合考慮才能更好地“發(fā)散余熱”。

Part 04

分步求解·舉一反三部署液冷“尖子生”

智算中心的液冷架構(gòu)實(shí)際部署不能僅僅考慮數(shù)據(jù)計(jì)算，還需要統(tǒng)籌考慮現(xiàn)有制冷基礎(chǔ)設(shè)施兼容性、部署規(guī)模、部署速度、能效等實(shí)際要素，舉一反三才能為這道“應(yīng)用題”給出“滿(mǎn)分答卷”。

常見(jiàn)的液冷架構(gòu)，包括散熱方法和CDU類(lèi)型

正因如此，在梳理清晰“CDU類(lèi)型”和“將熱量排放到室外”這兩大考點(diǎn)之后，施家通過(guò)排列組合給出了智算中心液冷架構(gòu)業(yè)內(nèi)常見(jiàn)“例題”的“分步求解思路”。

01 先選散熱方法：

又是“液-氣熱交換”、又是“液-液熱交換”、又是新建散熱系統(tǒng)，到底什么散熱方法適合我？萬(wàn)變不離其宗，遵循自身對(duì)于改造規(guī)模、成本和效率的綜合需求即可“對(duì)號(hào)入座”——

例如，如果現(xiàn)有機(jī)房規(guī)模較小或需要快速部署液冷架構(gòu)，則可以選擇基于現(xiàn)有散熱系統(tǒng)的空氣直排方式；如果需要部署大規(guī)模液冷服務(wù)器，則需要根據(jù)是否擁有冷機(jī)、成本如何等要素再考慮是否新建專(zhuān)用散熱系統(tǒng)。

02 再挑CDU的容量和外形尺寸：

CDU的選擇更加簡(jiǎn)單，總結(jié)起來(lái)便是3個(gè)關(guān)鍵詞：“看速度”“看空間”“看規(guī)模”——機(jī)柜部署需求較少或需要更高部署速度時(shí)，機(jī)柜內(nèi)安裝式CDU更佳；IT機(jī)柜內(nèi)空間相對(duì)不足或部署數(shù)量需求較大，則落地式CDU更是“明智之選”。

兵馬未動(dòng)，糧草先行——

人工智能算力競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入白熱化，配套的制冷、管理、可持續(xù)性等“后備”力量至關(guān)重要。憑借在數(shù)據(jù)中心制冷領(lǐng)域多年的經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)新的解決方案，施家有信心并致力于為伙伴提供更加高效、綠色、前瞻性的服務(wù)，為AIGC時(shí)代的數(shù)字化基座提供更多先進(jìn)力量。