Оглавление
Почему 2026 год становится годом прорыва для жидкостного охлаждения центров обработки данных
Стремительный рост искусственного интеллекта, больших языковых моделей и высокопроизводительных вычислений трансформирует инфраструктуру центров обработки данных по всему миру. По мере роста масштабов кластеров ИИ традиционные системы воздушного охлаждения достигают своих физических пределов.
Согласно прогнозам отрасли, внедрение жидкостного охлаждения в центрах обработки данных значительно ускорилось. жидкостное охлаждение По оценкам, в 2021 году уровень проникновения вычислительных мощностей составлял всего около 31 тыс. тонн на 3 трлн тонн, а к 2026 году он, как ожидается, достигнет приблизительно 371 тыс. тонн на 3 трлн тонн. Этот сдвиг отражает фундаментальное изменение в том, как проектируются современные вычислительные мощности для поддержки вычислительных нагрузок следующего поколения.
Основной причиной этого перехода является беспрецедентное увеличение энергопотребления чипов. Ускорители ИИ продолжают обеспечивать более высокую вычислительную производительность, но при этом выделяют значительно больше тепла. Ожидается, что грядущая архитектура Rubin приблизит энергопотребление одного чипа к 2000 Вт, создавая проблемы с теплоотводом, которые традиционное воздушное охлаждение не может эффективно решить.
В то же время плотность энергопотребления стоек растет невероятными темпами. Если традиционные корпоративные центры обработки данных обычно работают с потреблением 5–15 кВт на стойку, а современные кластеры с графическими процессорами часто превышают 50 кВт, то в будущем ожидается, что в сегменте ИИ потребление на стойку превысит 900 кВт. В этих условиях жидкостное охлаждение перестает быть необязательным улучшением — оно становится критически важным требованием инфраструктуры.
Растущие ограничения воздушного охлаждения
На протяжении десятилетий воздушное охлаждение было доминирующей технологией охлаждения в центрах обработки данных. Системы изоляции холодных и горячих коридоров, а также прецизионные системы кондиционирования воздуха успешно поддерживали работу многих поколений ИТ-оборудования.
Однако воздух обладает присущими ему физическими ограничениями. Его теплопередающая способность относительно низка по сравнению с жидкостью. По мере увеличения плотности серверов системам охлаждения приходится перемещать все большие объемы воздуха для отвода тепла от критически важных компонентов.
При высоких значениях удельной мощности такой подход становится неэффективным и дорогостоящим. Часто возникают зоны перегрева вокруг процессоров, видеокарт, модулей памяти и систем питания. Даже если температура в помещении остается в допустимых пределах, температура компонентов может повышаться до уровней, которые снижают производительность или угрожают надежности.
Многие отраслевые эксперты считают, что жидкостное охлаждение необходимо, когда плотность размещения оборудования в стойках превышает 30–50 кВт. Для развертываний мощностью более 100 кВт на стойку жидкостное охлаждение часто становится единственным практическим решением. В результате операторы гипермасштабируемых вычислительных систем, облачные провайдеры и разработчики инфраструктуры искусственного интеллекта перепроектируют свои объекты с учетом технологий жидкостного охлаждения.
Почему охлаждение с помощью холодных пластин лидирует на рынке сегодня?
Холодное пластинчатое охлаждение, часто называемое прямым охлаждением чипа (DTC), стало доминирующей технологией жидкостного охлаждения на современном рынке.
В системе с охлаждающими пластинами жидкий хладагент циркулирует через специально разработанные охлаждающие пластины, установленные непосредственно на компонентах, выделяющих много тепла, таких как процессоры и видеокарты. Хладагент поглощает тепло от этих компонентов и передает его в блок распределения охлаждающей жидкости (БДХ), где тепло отводится и отводится во внешние системы охлаждения.
Одним из наиболее существенных преимуществ охлаждения с помощью холодной пластины является то, что жидкость никогда не контактирует напрямую с электронными схемами. Такая конструкция минимизирует риски, позволяя операторам центров обработки данных сохранять привычную архитектуру серверов.
Совместимость — еще одно важное преимущество. Существующие серверные платформы часто можно адаптировать для охлаждения с помощью охлаждающих пластин без необходимости полной перестройки среды центра обработки данных. Это позволяет организациям модернизировать системы охлаждения, сохраняя при этом значительную часть существующих инвестиций в инфраструктуру.
Эти факторы объясняют, почему на долю охлаждения с помощью холодных пластин в настоящее время приходится примерно 701 тыс. тонн рынка жидкостного охлаждения. Технология является зрелой, широко поддерживается крупными производителями серверов и все чаще используется в кластерах для обучения ИИ, облачных вычислительных центрах и корпоративных центрах обработки данных.
Для большинства организаций, планирующих сегодня внедрение систем жидкостного охлаждения, охлаждение с помощью холодных пластин обеспечивает наилучший баланс производительности, экономичности, масштабируемости и простоты эксплуатации.
Почему иммерсионное охлаждение привлекает все больше внимания
Иммерсионное охлаждение представляет собой принципиально иной подход к управлению тепловыми процессами.
Вместо охлаждения только отдельных компонентов, при иммерсионном охлаждении целые серверы погружаются в электронепроводящую диэлектрическую жидкость. Тепло передается непосредственно от всех компонентов сервера в окружающую жидкость, создавая чрезвычайно эффективную среду охлаждения.
Поскольку каждый тепловыделяющий компонент погружен в охлаждающую жидкость, зоны перегрева значительно уменьшаются или полностью устраняются. Это обеспечивает значительно более высокую эффективность охлаждения по сравнению как с традиционным воздушным охлаждением, так и с обычными системами охлаждения с охлаждающими пластинами.
Иммерсионное охлаждение также обеспечивает исключительную энергоэффективность. Снижая зависимость от крупных систем кондиционирования воздуха, операторы могут добиться чрезвычайно низких значений коэффициента полезного действия (PUE). Кроме того, иммерсионное охлаждение позволяет размещать гораздо больше стоек без необходимости создания обширной инфраструктуры управления воздушным потоком.
Эти преимущества делают иммерсионное охлаждение особенно привлекательным для будущих суперкомпьютерных центров искусственного интеллекта, гипермасштабных кластеров ИИ и вычислительных сред сверхвысокой плотности.
Поскольку плотность размещения оборудования в стойках продолжает приближаться к диапазону 900 кВт и выше, иммерсионное охлаждение может стать все более важным для инфраструктуры искусственного интеллекта следующего поколения.
Охлаждение с помощью холодной пластины против погружного охлаждения: ключевые различия
Хотя обе технологии используют жидкость для отвода тепла, они отвечают различным эксплуатационным требованиям и стратегиям внедрения.
Охлаждение холодной пластиной Предлагает высокую совместимость с существующими серверными системами, что упрощает интеграцию в традиционные центры обработки данных. Затраты на установку, как правило, ниже, а процедуры эксплуатации остаются аналогичными тем, которые используются в обычных центрах обработки данных.
Иммерсионное охлаждение обеспечивает превосходные тепловые характеристики и поддерживает максимально возможную плотность вычислительных ресурсов. Однако оно часто требует специализированной конструкции серверов, отдельных охлаждающих резервуаров и модифицированных процедур технического обслуживания.
Для организаций, модернизирующих существующие объекты, предпочтительным вариантом обычно является охлаждение с помощью холодных пластин. Для операторов, создающих совершенно новую инфраструктуру, ориентированную на искусственный интеллект и рассчитанную на экстремально высокую плотность мощности, иммерсионное охлаждение может обеспечить большие долгосрочные преимущества.
Вместо того чтобы заменять друг друга, эти технологии все чаще рассматриваются как взаимодополняющие решения, ориентированные на разные сегменты рынка.
Какая технология будет доминировать в будущем?
В ближайшие несколько лет ожидается, что охлаждение с помощью холодных пластин останется доминирующей технологией жидкостного охлаждения. Его зрелость, поддержка со стороны экосистемы и совместимость с существующей инфраструктурой обеспечивают значительные преимущества для массового внедрения.
Крупнейшие платформы искусственного интеллекта, выходящие сегодня на рынок, уже разработаны с учетом возможности прямого жидкостного охлаждения чипа, что укрепляет позиции архитектур с холодными пластинами в корпоративных и гипермасштабных средах.
Однако долгосрочные перспективы могут стать более сбалансированными. По мере того, как процессоры для ИИ продолжают превышать пороговые значения энергопотребления в 2000 Вт, а плотность размещения оборудования в стойках приближается к мегаваттным уровням, превосходные тепловые возможности иммерсионного охлаждения становятся все более привлекательными.
Наиболее вероятный сценарий будущего — это рынок с двумя направлениями движения.
Технология охлаждения с помощью холодных пластин будет и впредь использоваться в большинстве корпоративных, облачных и ИИ-центров обработки данных, в то время как иммерсионное охлаждение набирает популярность в специализированных средах, требующих максимальной плотности вычислительных ресурсов и эффективности охлаждения.
Заключение
2026 год знаменует собой поворотный момент в управлении тепловыми процессами в центрах обработки данных. Взрывной рост объемов задач искусственного интеллекта приводит к быстрому переходу от традиционного воздушного охлаждения к передовым технологиям жидкостного охлаждения.
Для большинства организаций охлаждение с помощью холодных пластин остается наиболее практичным и экономически эффективным решением благодаря своей зрелости, совместимости и проверенной истории внедрения. В то же время, иммерсионное охлаждение предлагает перспективный путь для объектов с ультравысокой плотностью размещения оборудования для искусственного интеллекта, стремящихся к высочайшему уровню эффективности охлаждения и энергоэффективности.
По мере дальнейшего развития инфраструктуры ИИ конкурентное преимущество перестанет зависеть исключительно от вычислительной мощности. Способность эффективно отводить тепло от все более мощных процессоров станет не менее важной. Центры обработки данных, которые сегодня инвестируют в масштабируемые стратегии жидкостного охлаждения, будут лучше подготовлены к поддержке следующего поколения инноваций в области ИИ.
Планируете создать центр обработки данных, готовый к использованию ИИ, или вычислительный комплекс высокой плотности?
ГОТОВАЯ СИЛА Компания предоставляет комплексные инфраструктурные решения, включая модульные центры обработки данных, системы бесперебойного питания с жидкостным охлаждением, прецизионное охлаждающее оборудование, системы распределения электроэнергии и системы защиты критически важных электроприборов, разработанные для рабочих нагрузок искусственного интеллекта следующего поколения.
Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы обсудить, как мы можем помочь обеспечить устойчивое развитие вашей инфраструктуры центра обработки данных в будущем.