Kokkuvõte:Andmekeskused kuumenevad üha enam, kuna tehisintellekti töökoormus sunnib kiipe suuremale võimsusele ja „lihtsalt rohkem õhku puhumisest“ ei piisa üha enam. Seetõttu liigub tööstusharu vedelikjahutuse poole – külmadelt plaatidelt ja mikrofluidikanalitelt täisvõimsusel „duššide“ ja sukeldusvannideni –, et hoida servereid stabiilsena, vähendada jahutamiseks kuluvat energiat ja (mõnel juhul) taaskasutada jääksoojust.
Kuid jahutuslahendusega kaasnevad omad kompromissid: keemilised valikud (sealhulgas mured PFAS-e sisaldavate külmutusagensite pärast), ohutus, maksumus ja oht, et efektiivsuse kasv võimaldab lihtsalt veelgi suuremat arvutusvõimsuse kasvu.
Miks jahutamine äkki nii palju loeb
Kui soovid ühte põhjust:võimsustihedus.
Kaasaegsed tehisintellekti süsteemid kasutavad riiulid, mis on täis suure jõudlusega kiirendeid, mis:
- tarbivad palju rohkem energiat kui üldotstarbelised protsessorid
- tekitada soojust väiksematel füüsilistel aladel
- töötavad sageli jõudluspiiride lähedal
See teeb jahutamisest esmajärgulise piirangu. Kui jahutus ebaõnnestub, võib kogu rajatis rivist välja langeda.
BBC toob reaalse näite: USA-s toimunud jahutussüsteemi rike, mis häiris CME Groupi finantskaubandustehnoloogia tööd, käivitades pärast intsidenti täiendava jahutusvõimsuse.
Õhujahutuse probleem: füüsika ja vähenev tootlus
Õhujahutus on lihtne ja tuttav, kuid see on keeruline, kui:
- soojus koondub väikesele alale
- peate kuumuse kiiresti ja järjepidevalt eemaldama
- ventilaatori võimsus ja õhuvoolu haldamine hakkavad tarbima märkimisväärset osa energiast
Mingil hetkel te ei "jahuta kiipe" - te "käitate tuuletunnelit" hoone sees.
Mida vedelikjahutus tegelikult tähendab (see pole üks tehnoloogia)
„Vedelikjahutus” on lähenemisviiside perekond:
1) Otse kiibile / külmplaadile jahutamine
Vedelikuringlus läbib plaati, mis on kinnitatud kuumimate komponentide külge.
Plussid:
- efektiivne soojuse eemaldamine allikal
- küpsed insenerimustrid
Miinused:
- nõuab siiski hoolikat torustiku ja lekete haldamist
2) Pihustus-/duššijahutus
BBC kirjeldab disaine, kus vedelik tilgub või pritsib komponentidele.
Plussid:
- suudab jahutada mitut komponenti, mitte ainult kiipe
- potentsiaalselt vähendab vajadust suurte ventilaatorite järele
Miinused:
- tekitab küsimusi vedelike keemia, ühilduvuse ja hoolduse kohta
3) Sukeldamise teel jahutamine („vannid“)
Serverid (või komponendid) on kastetud ringlevasse dielektrilisse vedelikku, mis juhib soojust ära.
Plussid:
- kõrge termiline jõudlus
- võimaldab suure koormuse korral järjepidevamat tööd
Miinused:
- riistvara peab olema projekteeritud/valideeritud sukeldumiskeskkonna jaoks
- operatiivsed muudatused (hooldus, osade vahetamine)
4) Kahefaasiline jahutamine (vedeliku → gaasi faasi muutus)
Külmutusagens aurustub soojuse neelamisel, mis võib olla väga efektiivne.
Plussid:
- tugev jahutusvõime
Miinused:
- sõltub külmaainetest; mõnel võib olla kliima- või ohutusprobleeme
Keemia kompromiss: PFAS ja külmutusagensid
Üks andmekeskuse jahutuse vähekäsitletud osa on kemikaalide valik.
BBC märgib:
- Mõned kahefaasilised süsteemid kasutavad külmaaineid, mis võivad sisaldada PFAS-e
- Mõned külmutusagensid võivad olla tugevad kasvuhoonegaasid
- Mõne konstruktsiooni puhul on aurude lekkimisega seoses ohutusprobleeme.
- mõned ettevõtted lähevad üle PFAS-vabadele alternatiividele
Isegi kui süsteem on vastutustundlikult projekteeritud, kehtib lihtne tõde:
- Kui skaleerida tehnoloogiat tuhandetesse kohtadesse, muutuvad väikesed lekkemäärad suurteks keskkonnanumbriteks
Suletud ringlusega vesi: miks see on kogukondadele oluline
Andmekeskused on üha vastuolulisemad, kuna paljud tarbivad:
- suurtes kogustes elektrit
- märkimisväärne vee kogus (sõltuvalt jahutussüsteemist)
Mõned vedelikjahutuse konstruktsioonid kasutavad õlipõhise dielektrilise vedeliku jahutamiseks suletud ahelas vett, vähendades pidevat vee tarbimist.
See on poliitiliselt oluline. Kohalik vastuseis tekib sageli küsimuse ümber, et „miks peaks meie elektrivõrk/vesi teenima kellegi teise tehisintellekti?“.
Jahutustehnoloogiast saab osa sotsiaalsest tegutsemisloast.
Jääksoojus on võimalus – aga ainult siis, kui keegi saab seda kasutada
BBC mainib klienti, kes plaanib serveri jääksoojust kasutada järgmiselt:
- külalistetoad
- pesumaja
- bassein
See on kontseptuaalselt õige suund: arvutid muudavad elektri soojuseks, seega saab taaskasutamine parandada üldist tõhusust.
Kuid soojuse taaskasutamise skaleerimine on keeruline, sest see nõuab:
- lähedal asuv soojustarbija (hooned, basseinid, kaugküttevõrgud)
- pidev nõudluse ühtlustamine
- taristuinvesteeringud
Seega on see paljulubav, aga mitte automaatne.
Sügavam risk: efektiivsus võib suurendada kogunõudlust
Tekib klassikaline tagasilöögiefekt:
- Kui miski muutub odavamaks või tõhusamaks, teevad inimesed seda rohkem
Kui vedelikjahutus vähendab jahutusenergiat dramaatiliselt, võib turg reageerida järgmiselt:
- rohkemate andmekeskuste ehitamine
- suuremate mudelite käitamine
- riistvara kõvemini surumine
Seega on jahutuse täiustused väärtuslikud, kuid need ei garanteeri väiksemat keskkonnamõju, kui nendega ei kaasne:
- süsinikuteadlik võrgustrateegia
- energiatarbimise läbipaistvus
- stiimulid kogu jalajälje vähendamiseks
Mida järgmisena vaadata
- Milline jahutusmeetod muutub domineerivaks(külmplaadid vs immersioon vs kahefaasiline) töökoormuse tüübi järgi.
- Regulatsioon ja standardidkülmutusagensite ja PFAS-ide ümber.
- Kogukonna vastuseisu: kas jahutusinnovatsioonid vähendavad kohalikku vee- ja müramõju.
- Soojuse taaskasutamise projektidliikumine pilootprojektidelt korduvate juurutuste juurde.
- Tehisintellekti läbipaistvusNagu BBC märgib, nõuavad teadlased energiatarbimise selgemat aruandlust mudeli/toote kaupa.
Lõpptulemus
Jahutusest on saamas „varjatud infrastruktuur“, mis otsustab, kui kiiresti tehisintellekt skaleeruda saab.
Vedeljahutus võib vähendada jahutusenergiat ja avada parema jõudluse, kuid see tekitab ka uusi küsimusi keemilise ohutuse, kliimamõju ja selle kohta, kas efektiivsuse suurenemist kasutatakse jalajälje vähendamiseks või lihtsalt arvutusvõimsuse kasvu kiirendamiseks.
Allikad
- BBC uudised (äritehnoloogia):https://www.bbc.com/news/articles/cp8zd176516o?at_medium=RSS&at_campaign=rss