Dynamik der Flüssigkeitskühlungsbranche für Rechenzentren
Mit der innovativen Entwicklung von Technologien wie künstlicher Intelligenz, Cloud Computing, Big Data und Blockchain ist das Zeitalter der 5G-Kommunikation angebrochen, das sich durch hohe Geschwindigkeit, geringe Latenz und umfassende Konnektivität auszeichnet. Da Informationsinfrastruktur, Rechenzentren und Kommunikationsgeräte immer mehr Rechenlast tragen, steigen auch die Anforderungen an die Recheneffizienz.
Um den Herausforderungen der Netzwerkverarbeitungsleistung gerecht zu werden, verbessern Rechenzentrumsserver und Kommunikationsgeräte kontinuierlich ihre Verarbeitungsfähigkeiten und Integration, was zu einer kontinuierlichen Erhöhung der Leistungsdichte führt. Diese Veränderungen führen nicht nur zu enormen Energieverbrauchsproblemen, sondern aufgrund der hohen Wärmedichte auch zu höheren Anforderungen an Kühlgeräte und -technik. Bei Szenarien mit hoher Wärmedichte stellt die herkömmliche Luftkühlungstechnologie einen Engpass dar und die Wärmeableitungseffizienz kann nicht mehr mit der Recheneffizienz mithalten. In diesem Zusammenhang hat die Flüssigkeitskühlungstechnologie aufgrund ihrer extrem hohen Energieeffizienz, ultrahohen Wärmedichte und anderen Eigenschaften in der Branche große Aufmerksamkeit erregt. Die Flüssigkeitskühlungstechnologie ist die einzige Möglichkeit, die Herausforderungen des Wärmeableitungsdrucks und der Energieeinsparung zu lösen. Immer mehr Unternehmen nutzen Flüssigkeitskühlung als thermische Lösung für Rechenzentren bei hohen Leistungsanforderungen.
Highlander, ein Unternehmen für Unterwasser-Rechenzentren, hat eine kommerzielle Anlage in den Gewässern nahe der Insel Hainan in China errichtet. Dieses 1300 Tonnen (1433 Tonnen) schwere System wurde 35 Meter unter Wasser getaucht und nutzte den Ozean zur Kühlung. Das Unternehmen gab an, dass das Modul über 4 Millionen hochauflösende Bilder in 30 Sekunden verarbeiten kann, was dem gleichzeitigen Betrieb von 60.000 herkömmlichen Computern entspricht. Hailan Cloud hofft, am Standort letztendlich 100 solcher Module einsetzen zu können, wodurch 68.000 Quadratmeter Land sowie 122 Millionen Kilowattstunden Strom und 105.000 Tonnen Frischwasser pro Jahr eingespart werden sollen.
Intels Gaudi-Prozessor ist speziell für das KI-Training konzipiert und wird als „klare Alternative“ zum marktführenden Nvidia angepriesen. Der Gaudi2-Prozessor wurde 2022 für Intels KI-Supercomputer auf den Markt gebracht, der für Stabilitäts-KI gebaut wurde und dessen Chips von TSMC hergestellt wurden. Der KI-Beschleuniger Gaudi3 von Intel wird 2024 auf den Markt kommen und in Zusammenarbeit mit Vertiv eine zweiphasige Flüssigkeitskühlung entwickeln. Diese Systeme nutzen ein gepumptes Zweiphasen-Kühlsystem (P2P), das darauf abzielt, bis zu 160 kW Wärme mit Wasser bei 17 °C bis 45 °C (62,6 °F bis 113 °F) abzuleiten. Die alternative Lösung für luftgekühlte Rechenzentren kann bis zu 35 Grad C (95 Grad F) und eine Wärmelast von bis zu 40 kW erreichen. Vertiv gab an, dass diese Systeme kein PFAS verwenden werden und dass die Gesundheitsrisiken, die PFAS mit sich bringen kann, die Entwicklung anderer Zweiphasen-Kühlprodukte behindern.
Der britische und nordische Zulieferer Verne Global hat in seinem unterirdischen Rechenzentrumspark in Finnland Flüssigkeitskühlung eingeführt. Verne arbeitete mit Dell und Intel zusammen, um direkte Flüssigkeitskühlung (DLC) für Systeme bereitzustellen, die im Rock-Rechenzentrum installiert sind, das sich in einem ehemaligen Militärtunnel im Poli-Grundgestein etwa 200 Kilometer von Helsinki entfernt befindet.
Infosys, ein indisches IT-Dienstleistungsunternehmen, hat Immersionskühlflüssigkeit von Shell New Energy UK übernommen. Das Unternehmen plant die Entwicklung eines integrierten umweltfreundlichen Rechenzentrumsprodukts auf Basis der Topaz-KI-Plattform von Infosys, das mit Shell-Tauchkühlmittel (einem einphasigen synthetischen Tauchkühlmittel) gekühlt wird. Aus der Ankündigung von Infosys geht hervor, dass Rechenzentren etwa 1,5 % der weltweiten Stromerzeugung ausmachen und dass Kohlendioxidemissionen möglicherweise 1 % der weltweiten Stromerzeugung ausmachen. Es wird erwartet, dass generative künstliche Intelligenz dieses Wachstum erheblich steigern wird, und Infosys behauptet, dass Flüssigkeitskühlung dabei helfen kann, da sie den Energieverbrauch teilweise senken wird. Das Unternehmen ist davon überzeugt, dass immersive Kühlung den Energieverbrauch zukünftiger Systeme mit künstlicher Intelligenz senken kann, auch wenn die Gesamtwirkung weiterer Systeme mit künstlicher Intelligenz immer noch einen Anstieg des Energieverbrauchs zur Folge haben wird. Konkret behauptet das Unternehmen, dass die Flüssigkeitskühlung den Energieverbrauch um 48 % senken kann.
Derzeit ist die Luftkühlungstechnologie eine der ausgereiftesten und am weitesten verbreiteten Kühllösungen in Rechenzentren. In den letzten Jahren wurde der PUE-Index von Rechenzentren im Rahmen der „Dual Carbon“-Politik kontinuierlich gesenkt, und die meisten Regionen verlangen, dass die Stromnutzungseffizienz 1,25 nicht überschreiten darf, und fördern aktiv die Modernisierung und Umgestaltung von Rechenzentren. Mit der beschleunigten Bereitstellung von Servern ist die Frage, wie der Energieverbrauch weiter gesenkt und eine umweltfreundliche Entwicklung von Rechenzentren erreicht werden kann, in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit der Branche gerückt.
