Kopsavilkums:Datu centri kļūst karstāki, jo mākslīgā intelekta darba slodzes palielina mikroshēmu jaudas līmeni, un arvien biežāk nepietiek ar "vienkārši vairāk gaisa pūšanu". Tāpēc nozare virzās uz šķidruma dzesēšanu — no aukstām plāksnēm un mikrofluidiskiem kanāliem līdz pilnvērtīgām "dušām" un iegremdēšanas vannām —, lai saglabātu serveru stabilitāti, samazinātu dzesēšanai patērēto enerģiju un (dažos gadījumos) atkārtoti izmantotu lieko siltumu.
Taču dzesēšanas risinājumam ir savi kompromisi: ķīmisko vielu izvēle (tostarp bažas par PFAS saturošiem aukstumaģentiem), drošība, izmaksas un risks, ka efektivitātes pieaugums vienkārši ļaus vēl vairāk palielināt skaitļošanas jaudu.
Kāpēc dzesēšana pēkšņi ir tik svarīga
Ja vēlaties vienu iemeslu:jaudas blīvums.
Mūsdienu mākslīgā intelekta sistēmas izmanto plauktus, kas aprīkoti ar augstas veiktspējas paātrinātājiem, kuri:
- patērē daudz vairāk enerģijas nekā vispārējas nozīmes procesori
- radīt siltumu mazākā fiziskā nospiedumā
- bieži tiek darbināti tuvu veiktspējas robežām
Tas padara dzesēšanu par pirmās kārtas ierobežojumu. Ja dzesēšana neizdodas, var sabojāties visa iekārta.
BBC min reālu piemēru: dzesēšanas sistēmas kļūme ASV, kas traucēja finanšu tirdzniecības tehnoloģiju darbībai uzņēmumā CME Group, pēc incidenta aktivizējot papildu dzesēšanas jaudu.
Gaisa dzesēšanas problēma: fizika un samazinošā atdeve
Gaisa dzesēšana ir vienkārša un pazīstama, taču tā rada grūtības, ja:
- siltums ir koncentrēts nelielā platībā
- jums ir nepieciešams ātri un vienmērīgi noņemt siltumu
- ventilatora jauda un gaisa plūsmas pārvaldība sāk patērēt ievērojamu enerģijas daļu
Kādā brīdī jūs "nedzesējat mikroshēmas" - jūs "darbināt vēja tuneli" ēkas iekšpusē.
Ko īsti nozīmē šķidruma dzesēšana (tā nav viena tehnoloģija)
“Šķidruma dzesēšana” ir pieeju grupa:
1) Dzesēšana tieši uz mikroshēmas/aukstās plāksnes
Šķidruma cilpa iet caur plāksni, kas piestiprināta pie karstākajām sastāvdaļām.
Plusi:
- efektīva siltuma noņemšana avotā
- nobrieduši inženiertehniskie modeļi
Mīnusi:
- joprojām nepieciešama rūpīga santehnika un noplūžu pārvaldība
2) Dzesēšana ar smidzināšanu/dušām
BBC apraksta dizainus, kuros šķidrums pil vai šļācas uz detaļām.
Plusi:
- var atdzesēt vairākas komponentes, ne tikai mikroshēmas
- potenciāli samazina nepieciešamību pēc lieliem ventilatoriem
Mīnusi:
- rada jautājumus par šķidruma ķīmiju, saderību un uzturēšanu
3) Iegremdēšanas dzesēšana (“vannas”)
Serveri (vai komponenti) ir iegremdēti cirkulējošā dielektriskā šķidrumā, kas aizvada siltumu.
Plusi:
- augsta termiskā veiktspēja
- var nodrošināt vienmērīgāku darbību pie lielas slodzes
Mīnusi:
- aparatūrai jābūt projektētai/validētai iegremdēšanai
- darbības izmaiņas (apkope, detaļu nomaiņa)
4) Divfāžu dzesēšana (šķidruma → gāzes fāzes maiņa)
Dzesētājviela iztvaiko, absorbējot siltumu, kas var būt ļoti efektīvi.
Plusi:
- spēcīga dzesēšanas veiktspēja
Mīnusi:
- ir atkarīgs no aukstumaģentiem; dažiem var būt bažas par klimatu vai drošību
Ķīmijas kompromiss: PFAS un aukstumaģenti
Viena no nepietiekami apspriestajām datu centra dzesēšanas daļām ir ķīmiskā sastāva izvēle.
BBC atzīmē:
- dažās divfāžu sistēmās tiek izmantoti aukstumaģenti, kas var saturēt PFAS
- daži aukstumaģenti var būt spēcīgas siltumnīcefekta gāzes
- pastāv drošības bažas par tvaiku noplūdi dažos dizainos
- daži uzņēmumi pāriet uz alternatīvām bez PFAS
Pat tad, ja sistēma ir projektēta atbildīgi, ir spēkā vienkārša patiesība:
- Ja tehnoloģiju mērogo tūkstošiem objektu, nelieli noplūdes rādītāji kļūst par lieliem vides skaitļiem
Slēgta ūdensapgādes sistēma: kāpēc tā ir svarīga kopienām
Datu centri kļūst arvien pretrunīgāki, jo daudzi patērē:
- liels elektroenerģijas daudzums
- ievērojams ūdens daudzums (atkarībā no dzesēšanas konstrukcijas)
Dažās šķidruma dzesēšanas konstrukcijās slēgtā cilpā tiek izmantots ūdens, lai atdzesētu uz eļļas bāzes veidotu dielektrisko šķidrumu, tādējādi samazinot pastāvīgo ūdens patēriņu.
Tas ir politiski būtiski. Vietējā opozīcija bieži veidojas ap jautājumu: "kāpēc mūsu tīklam/ūdensapgādei vajadzētu kalpot kāda cita mākslīgajam intelektam?"
Dzesēšanas tehnoloģija kļūst par daļu no sociālās darbības licences.
Atkritumsiltums ir iespēja — bet tikai tad, ja kāds to var izmantot
BBC min klientu, kurš plāno izmantot servera radīto siltumu:
- viesu istabas
- veļas mazgātava
- peldbaseins
Konceptuāli šis ir pareizais virziens: skaitļošana pārvērš elektrību siltumā, tāpēc atkārtota izmantošana var uzlabot kopējo efektivitāti.
Taču siltuma atkārtotas izmantošanas mērogošana ir sarežģīta, jo tas prasa:
- tuvumā esošs siltuma klients (ēkas, baseini, centralizētās siltumapgādes tīkli)
- pastāvīga pieprasījuma saskaņošana
- infrastruktūras ieguldījumi
Tātad tas ir daudzsološi, bet ne automātiski.
Dziļāks risks: efektivitāte var palielināt kopējo pieprasījumu
Pastāv klasisks atsitiena efekts:
- Kad kaut kas kļūst lētāks vai efektīvāks, cilvēki to dara vairāk
Ja šķidruma dzesēšana ievērojami samazina dzesēšanas enerģiju, tirgus var reaģēt šādi:
- vairāk datu centru būvniecība
- lielāku modeļu vadīšana
- spēcīgāk spiežot aparatūru
Tātad dzesēšanas uzlabojumi ir vērtīgi, taču tie negarantē mazāku kopējo ietekmi uz vidi, ja vien tie netiek apvienoti ar:
- oglekļa ziņā apzināta tīkla stratēģija
- pārredzamība enerģijas patēriņa jomā
- stimuli kopējās pēdas nospieduma samazināšanai
Ko skatīties tālāk
- Kura dzesēšanas pieeja kļūst dominējoša(aukstās plāksnes vs iegremdēšanas vs divfāžu) pēc darba slodzes veida.
- Noteikumi un standartipar aukstumaģentiem un PFAS.
- Kopienas atteikumsVai dzesēšanas inovācijas samazina vietējo ietekmi uz ūdeni un troksni.
- Siltuma atkārtotas izmantošanas projektipāreja no pilotprojektiem uz atkārtojamiem izvietojumiem.
- Mākslīgā intelekta pārredzamībakā norāda BBC, pētnieki aicina skaidrāk ziņot par enerģijas patēriņu pa modeļiem/produktiem.
Apakšējā līnija
Dzesēšana kļūst par “slēpto infrastruktūru”, kas nosaka, cik ātri mākslīgais intelekts var mērogoties.
Šķidruma dzesēšana var samazināt dzesēšanas enerģiju un nodrošināt augstāku veiktspēju, taču tā rada arī jaunus jautājumus par ķīmisko drošību, ietekmi uz klimatu un to, vai efektivitātes pieaugums tiek izmantots, lai samazinātu ietekmi uz vidi vai vienkārši paātrinātu skaitļošanas apjomu pieaugumu.
Avoti
- BBC News (Biznesa tehnoloģijas):https://www.bbc.com/news/articles/cp8zd176516o?at_medium=RSS&at_campaign=rss