Direkte Chip-Flüssigkeitskühlungstechnologie
Derzeit wird fast der gesamte Internetverkehr über Rechenzentren übertragen. Neben der Popularität generativer KI-Anwendungen wie ChatGPT besteht ein beispielloser Bedarf an Rechenleistung. Globale Rechenzentren setzen so weit wie möglich leistungsstarke GPUs und CPUs ein. Damit verbunden sind auch entsprechend höhere Anforderungen an Strom und Energie.
Mit der Entwicklung von KI und Hochleistungsrechnen ist die Konfiguration von Chips, Servern und Racks in Rechenzentren immer dichter geworden. Diese hohe Dichte erfordert leistungsfähigere Kühlsysteme, um sicherzustellen, dass die Geräte innerhalb eines sicheren Temperaturbereichs betrieben werden können, um die Systemleistung und -zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.
Man geht davon aus, dass die Kühlkosten von Rechenzentren mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 16 % zum am schnellsten wachsenden Teil der Kosten für die physische Infrastruktur geworden sind. Die Wachstumsrate der Kühlkosten in Rechenzentren übersteigt die vorhandenen Kapazitäten bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines leistungsstarken Betriebs. Nach Angaben des MIT Lincoln Laboratory werden Rechenzentren bis 2030 bis zu 21 % der weltweiten Stromversorgung verbrauchen. Um das Energieverbrauchsproblem der KI zu lösen, entwickelt die Branche nicht nur spezielle, kundenspezifische KI-Chips zur Verbesserung der Energienutzungseffizienz, sondern setzt auch effizientere Kühltechnologie ein, um Rechenzentren dabei zu helfen, maximale Nachhaltigkeit zu erreichen.
Kürzlich stellte ein Unternehmen namens ZutaCore die branchenweit erste dielektrische Direktchip-Flüssigkeitskühlungsplatte für NVIDIA-GPUs vor. Hierbei handelt es sich um ein wasserfreies Zweiphasen-Flüssigkeitskühlsystem direkt zum Chip, das speziell für KI- und Hochleistungs-Computing-Arbeitslasten entwickelt wurde. Das Unternehmen hat mit zahlreichen Lieferanten wie Intel, Dell und Vitus zusammengearbeitet, und mehrere Serverhersteller arbeiten auch mit ZutaCore zusammen, um die Zertifizierung und Tests der Nvidia-GPU-Plattform abzuschließen.
Die Kühllösung „HyperCool“ von ZutaCore ist nicht auf Flüssigkeit als Kühlmedium angewiesen und verwendet eine spezielle dielektrische Flüssigkeit. Bei dieser Kühlmethode gelangt die Kühlflüssigkeit direkt auf den zu kühlenden Chip, wodurch die Wärme im Vergleich zur herkömmlichen Luftkühlung oder indirekten Flüssigkeitskühlung effektiver absorbiert und abgeführt werden kann. Die HyperCool-Technologie kann auch die von Rechenzentren erzeugte Wärme zurückgewinnen und wiederverwenden, wodurch eine 100-prozentige Wärmewiederverwendung erreicht wird.
Darüber hinaus beträgt der aktuelle Stromverbrauch jeder Nvidia H100-GPU bis zu 700 W, was eine erhebliche Herausforderung für Rechenzentren darstellt, die ohnehin unter Druck stehen, Wärme, Energieverbrauch und Platz zu kontrollieren. Es versteht sich, dass HyperCool den Kühlenergieverbrauch um 80 % senken, GPUs mit mehr als 1500 W unterstützen und die Rackdichte um 300 % erhöhen kann. Insgesamt ist die Kühlung in Rechenzentren ein wichtiger Aspekt bei der Gewährleistung der Hardwareeffizienz und der Verlängerung der Gerätelebensdauer. Mit der zunehmenden Größe von Rechenzentren und der zunehmenden Rechennachfrage werden effiziente Kühllösungen immer wichtiger.
Durch die kontinuierliche Bereitstellung einer optimierten Kühlung kann die Hardware des Rechenzentrums weiterhin auf hohem Leistungsniveau betrieben werden, wodurch Leistungsschwankungen durch Temperaturprobleme vermieden werden und so eine Rechenleistung erreicht wird, die weit über die herkömmlicher Einrichtungen hinausgeht. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, die auf Hochleistungsrechnen basieren, wie etwa künstliche Intelligenz und Big-Data-Analyse.
