هل التبريد السائل فعال بما فيه الكفاية بالنسبة لشركة بلاكويل؟

مع استمرار تقدم تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، يتجه المزيد من مراكز البيانات إلى التبريد السائل. وبالمقارنة بأساليب التبريد الهوائية التقليدية، يوفر التبريد السائل - وخاصة التبريد السائل المباشر (DLC) - كفاءة أعلى بكثير في تبديد الحرارة. تبلغ الموصلية الحرارية للسائل 50 إلى 3,000 مرة أكبر من الهواء، مما يتيح إدارة حرارية أفضل في بيئات الخوادم عالية الكثافة التي تولد حرارة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتبريد السائل تقليل استهلاك الطاقة الإجمالي. تشير الأبحاث إلى أن الانتقال من أنظمة الهواء إلى أنظمة السائل يمكن أن يقلل من استخدام الطاقة في المنشأة بنسبة 27٪ واستهلاك الطاقة الإجمالي للموقع بنسبة 15.5٪. ميزة أخرى للتبريد السائل هي تشغيله الأكثر هدوءًا وبصمته المادية الأصغر.

باختصار، يتميز التبريد السائل بالكفاءة العالية في استخدام الطاقة والتشغيل الهادئ وتوفير المساحة.

حلول التبريد السائل من CoolIT Systems

تأسست شركة CoolIT Systems (CoolIT) في عام 2001، وكانت في البداية تصمم وتوزع منتجات التبريد السائل المباشر لصناعة الألعاب المكتبية. وفي عام 2014، بدأت الشركة في تطوير منتجات لمراكز البيانات ومصنعي الخوادم الأصليين، وهي الآن تعتبر من المزودين الرائدين لحلول التبريد السائل المباشر. يقع المقر الرئيسي لشركة CoolIT في كالجاري، كندا، ولديها مرافق تصنيع في كل من كندا والصين. والجدير بالذكر أن شركة CoolIT تقدم دعم التبريد السائل لجهاز El Capitan، الذي يُقال إنه أسرع حاسوب فائق في العالم.

مؤخرًا، وسط تقارير عن ارتفاع درجة حرارة Blackwell، أعلنت CoolIT Systems عن إطلاق CHx1000، وحدة توزيع سائل التبريد من سائل إلى سائل ذات أعلى كثافة في العالم. تم تصميم CHx1000 خصيصًا للتطبيقات المهمة، وهي مخصصة لتبريد منصة NVIDIA Blackwell وأحمال عمل الذكاء الاصطناعي الأخرى التي تتطلب التبريد السائل.

وبحسب مدير العمليات التنفيذي في CoolIT، باتريك ماكجين، فإن CHx1000 يستفيد من أكثر من 20 عامًا من ابتكار DLC والتعاون مع مصنعي المعالجات الرائدين وشركات الحجم الهائل، مما يوفر 1000 كيلو وات من سعة التبريد بمعدلات تدفق تصل إلى 1.5 لتر في الدقيقة لكل كيلو وات (LPM/kW) مع درجة حرارة تقترب من 3 درجات مئوية.

ستقوم وحدة CDU السائلة إلى السائلة CHx1000 في البداية بتبريد عشرة رفوف منصة NVIDIA GB200 NVL72 غير المسبوقة، مما يوفر أداءً كافيًا لشرائح وخوادم الذكاء الاصطناعي المستقبلية ذات الكثافة الحرارية الأعلى. توفر NVIDIA GB200 NVL72 أداء استدلال أسرع 30 مرة وكفاءة طاقة أعلى 25 مرة من سابقتها، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات LLM واسعة النطاق.

تم تصميم CHx1000 للصيانة داخل الصفوف، ويتميز بإمكانية الوصول من الأمام والخلف ومضخات ومرشحات وأجهزة استشعار قابلة للاستبدال في الموقع دون انقطاع التشغيل. يتضمن تصميمه عالي الموثوقية أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ ومرشحات مدمجة مقاس 25 ميكرون ومواد مبللة عالية الجودة. تعمل عناصر التحكم الذكية على ضبط تدفق سائل التبريد بشكل ديناميكي وفقًا لدرجة حرارة الشريحة وتدفقها وضغطها الدقيقين. يمكن التحكم في الجهاز عن بُعد عبر شاشة تعمل باللمس مقاس 10 بوصات أو من خلال بروتوكولات مثل Redfish وSNMP وTCP/IP وModbus.

التبريد السائل المباشر من شركة سوبر ميكرو

أطلقت شركة Supermicro حل SuperCluster، الذي يدمج وحدات معالجة الرسوميات NVIDIA Blackwell في تكوين رف مبرد بالسائل. يعمل هذا الإعداد على تعزيز كثافة الحوسبة لوحدات معالجة الرسوميات ويتضمن ميزات متقدمة مثل مشعبات توزيع المبرد الرأسية والألواح الباردة المحسنة لإدارة حرارية مثالية. يزيد التصميم من الكفاءة ويقلل من التكاليف التشغيلية، مما يجعله مناسبًا لنشر الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع.

في معرض Computex هذا العام، أعلنت شركة SuperMicro عن أنظمة مُحسَّنة لوحدات معالجة الرسوميات Blackwell من Nvidia، بما في ذلك أجهزة 10U مبردة بالهواء وأجهزة 4U مبردة بالسائل لأنظمة تعتمد على HGX B200. كما تعمل الشركة على تطوير نظام HGX B100 مبرد بالهواء ورف GB200 NVL72 يحتوي على 72 وحدة معالجة رسوميات متصلة ببعضها البعض من خلال مفاتيح Nvidia NVLink. بالإضافة إلى ذلك، التزمت SuperMicro بإطلاق أنظمة تعتمد على Xeon 6 من Intel.

يتكون حل الرفوف المبردة بالسائل من Super-micro من العديد من المكونات المصممة داخليًا، بما في ذلك:

1. وحدة توزيع سائل التبريد (CDU): تتضمن هذه الوحدة نظام ضخ يوزع سائل التبريد على الألواح الباردة التي تبرد وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات. تدمج وحدة توزيع سائل التبريد من Supermicro وحدتي ضخ ووحدات طاقة قابلة للتبديل السريع والزائدة لضمان وقت تشغيل يصل إلى 100% تقريبًا. تتمتع بسعة تبريد تصل إلى 100 كيلو وات، مما يتيح كثافة عالية جدًا للرفوف. تتميز وحدة توزيع سائل التبريد أيضًا بشاشة تعمل باللمس سهلة الاستخدام، ويمكن الوصول إليها عبر واجهة المستخدم على الويب لمراقبة عمليات الرفوف والتحكم فيها، وهي مدمجة في برنامج إدارة مركز البيانات Super Cloud Composer من Supermicro. يعمل نظام التحكم على تحسين استهلاك الطاقة مع ضمان التبريد الفعال لجميع وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات، مع استراتيجيات فعالة لمكافحة التكثيف لمنع أي تدهور في أداء الأجهزة.
2. مشعب توزيع سائل التبريد (CDM): يزود مشعب توزيع سائل التبريد كل خادم ويجمع سائل التبريد الساخن مرة أخرى إلى وحدة توزيع سائل التبريد. هناك نوعان من مشعب توزيع سائل التبريد:
3. عموديًا: يتم وضع هذه الأنابيب في الجزء الخلفي من الرف، وتتصل مباشرة بوحدة تبريد المبرد عبر خراطيم. وهي تقوم بتوصيل سائل التبريد إلى ألواح التبريد في النظام، مع خراطيم الدخول والخروج في الجزء الخلفي من الرف.
4. أفقيًا: تقع في مقدمة الرف ضمن مساحة رف 1U، وتقوم هذه المجمعات بربط المجمعات الرأسية في الخلف باللوحات الباردة على الأنظمة الموجودة في مقدمة الرف (على سبيل المثال، SuperBlades وخوادم GPU 8U).
5. الصفائح الباردة: توضع الصفائح الباردة أعلى وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات، مع تدفق سائل التبريد عبر قنواتها الدقيقة لتبريد الرقائق بكفاءة. تم تصميم الصفائح الباردة من Supermicro لتقليل النقاط الساخنة على الرقائق وتحقيق مقاومة حرارية منخفضة للغاية.

نظام التبريد السائل لجهاز Lenovo Neptune

يُعد نظام Lenovo ThinkSystem N1380 Neptune نظام تبريد سائل عمودي من الجيل السادس مصمم لتبريد حوامل الخوادم عالية الكثافة بكفاءة، وتحقيق تكوينات تزيد عن 100 كيلو وات دون الحاجة إلى تكييف هواء متخصص. يقلل نظام التبريد المباشر بالماء الساخن المفتوح الحلقة بشكل كبير من استهلاك الطاقة - أقل بنسبة 40% من طرق التبريد التقليدية. تأتي خبرة لينوفو في التبريد السائل من استحواذها على تقنية الخوادم من IBM، مما يجعلها رائدة في هذا المجال.

يعمل حل التبريد المباشر بالماء على إعادة تدوير الماء الدافئ لتبريد أنظمة مركز البيانات، مما يحافظ على برودة جميع مكونات الخادم ويقلل الحاجة إلى مراوح النظام التي تستهلك الكثير من الطاقة. يعمل تصميم اللوحة الباردة الحاصل على براءة اختراع، والمُحسَّن لوحدات المعالجة المركزية والمسرعات، على تعظيم قدرة التبريد للمسرعات، حيث يتعامل حاليًا مع استهلاك طاقة يبلغ حوالي 700 وات، ومن المتوقع أن يتجاوز التصميم المستقبلي 1000 وات. سيمكن تصميم التبريد بالماء الدافئ الجديد (Neptune™ Warm Water Cooling) من التشغيل دون أي تكييف هواء متخصص لمركز البيانات.