Джейсон Зейлер, эксперт HPE по охлаждению, объясняет, почему жидкостное охлаждение идеально подходит для охлаждения ускорителей нового поколения для повышения эффективности, экологичности и плотности в будущих центрах обработки данных на основе искусственного интеллекта

  • Ускорители следующего поколения потребуют более эффективного охлаждения, с которым традиционное воздушное охлаждение не может эффективно справиться
  • Жидкостное охлаждение эффективно охлаждает ресурсоемкие системы, сокращая выбросы углекислого газа на 87% и затраты на 86% в год
  • Организации по всему миру уже повторно используют или планируют повторно использовать восстановленную нагретую воду из жидкостного охлаждения для других энергетических нужд

Искусственный интеллект — одна из самых ресурсоемких рабочих нагрузок нашего времени. Неудивительно, что энергопотребление и связанные с ним затраты на энергию систем искусственного интеллекта будут расти.
Ранее в этом году Международное энергетическое агентство (МЭА) сообщили, что в 2022 году центры обработки данных во всем мире использовали 2% всей электроэнергии, а МЭА прогнозирует, что к 2026 году этот показатель может увеличиться более чем в два раза.В то время как эффективность ускорителей нового поколения улучшилась, энергопотребление будет только увеличиваться с внедрением искусственного интеллекта.
Центрам обработки данных потребуется более эффективно выполнять рабочие нагрузки искусственного интеллекта, а современные объекты не оборудованы для удовлетворения потребностей в охлаждении растущей мощности процессоров.
Вот тут-то и приходит на помощь жидкостное охлаждение. По сравнению с традиционным воздушным охлаждением, в котором используются вентиляторы, при жидкостном охлаждении, в частности при прямом жидкостном охлаждении, охлаждающая жидкость закачивается непосредственно на сервер для поглощения тепла, выделяемого процессорами, и передается в систему теплообмена за пределами центра обработки данных.

Компания HPE обладает многолетним опытом внедрения инноваций и поставок систем с жидкостным охлаждением по всему миру для эффективного охлаждения крупномасштабных систем, работающих с рабочими нагрузками высокопроизводительных вычислений (HPC).
Будущая инфраструктура искусственного интеллекта, использующая новейшие ускорители, потребует тех же инноваций в области жидкостного охлаждения для решения проблем энергоэффективности, устойчивости и даже отказоустойчивости системы, которые являются ключевыми для поддержания рабочих нагрузок искусственного интеллекта.
Давайте рассмотрим четыре основные причины, по которым жидкостное охлаждение является идеальным решением для центров обработки данных с искусственным интеллектом. Некоторые чипы просто не выдерживают жары.
Наши друзья из отрасли проделали потрясающую работу по разработке ускорителей нового поколения, которые принесут нам невероятно высокую производительность искусственного интеллекта с повышенной эффективностью.
Новые чипы спроектированы таким образом, чтобы обеспечить еще большую производительность при небольшой занимаемой площади, но это также означает, что станет трудно охладить все эти критически важные компоненты внутри.
Если мы не сможем охладить чипы достаточно быстро, центры обработки данных могут столкнуться с проблемами перегрева, которые приведут к сбою системы и, в конечном итоге, к незапланированным простоям при выполнении заданий ИИ.
Жидкостное охлаждение может охлаждать эти чипы быстрее и эффективнее, так как вода содержит в три раза больше теплоемкости, чем воздух, что позволяет ему поглощать больше тепла, выделяемого ускорителями и другими компонентами, такими как процессоры, память и сетевые коммутаторы.

Осознание ценности искусственного интеллекта с меньшим воздействием на
окружающую среду. Эффективное охлаждение ускорителей нового поколения для обеспечения надежности системы является ключевым приоритетом, но не менее важно и то, что мы в долгу перед матерью-природой, чтобы делать это более экологично.
Жидкостное охлаждение имеет значительные преимущества в плане устойчивости и стоимости для ускорителей нового поколения.
В качестве примера рассмотрим центр обработки данных HPC с 10 000 серверов.
Если все 10 000 серверов будут оснащены воздушным охлаждением, центр обработки данных будет выбрасывать более 8 700 тонн CO2, по сравнению с серверами с жидкостным охлаждением, которые выбрасывают около 1 200 тонн CO2 в год  Это сокращение энергопотребления на 87% и предотвращение почти 17,8 млн фунтов CO2 от ежегодного выброса в атмосферу.Неудивительно, что такое значительное снижение мощности приводит к огромной экономии средств. Любой финансовый директор, который следит за расходами на энергию, оценит это.
При наличии 10 000 серверных центров обработки данных с жидкостным охлаждением центр обработки данных будет платить всего $45,99 за сервер в год, по сравнению с годовой стоимостью в $254,70 за сервер с воздушным охлаждением. Это экономит почти 2,1 миллиона долларов в год на эксплуатационных расходах.

Повторное использование энергии от систем искусственного интеллекта 

Чудеса на этом не заканчиваются. Жидкостное охлаждение – это подарок, который продолжает дарить.
После улавливания тепла системы с жидкостным охлаждением передают тепло в систему обмена за пределами центра обработки данных, где нагретая вода может быть повторно использована в качестве источника энергии для питания других зданий или сооружений.
Доклад Министерства энергетики США Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) успешно делает это в течение многих лет. Лаборатория, которая является одним из ведущих мировых центров возобновляемых источников энергии, повторно использовала 90% нагретой воды, полученной из системы Peregrine, суперкомпьютера HPE Cray с жидкостным охлаждением, в качестве основного источника тепла для офисов и лабораторных помещений Центра интеграции энергетических систем (ESIF).
Наши друзья в QScale в Квебеке уже планируют сделать то же самое, но для того, чтобы помочь выращивать продукцию и решить проблему нехватки продовольствия. Используя жидкостное охлаждение, QScale надеется обеспечить энергией местные теплицы, размером почти со 100 футбольных полей, чтобы производить эквивалент 80 000 тонн помидоров в год.
Точно так же в Норвегии наш партнер Зеленая гора Планы по поставке нагретой воды для поддержки рыбоводческих хозяйств Хима, крупнейшее в мире наземное форелевое хозяйство, основанное на рециркуляционных системах аквакультуры (RAS), технологии, которая рециркулирует чистую, чистую горную воду. Хима стремится производить около 8 000 тонн форели премиум-класса®, что эквивалентно 22 000 000 ужинов в год.
По мере того как центры обработки данных планируют и готовятся к внедрению будущих инфраструктур ИИ, плотность будет играть ключевую роль в создании пространства для передовых решений ИИ.
Поскольку вентиляторы и все оборудование, необходимое для их поддержки в решениях с воздушным охлаждением, не требуются для жидкостного охлаждения, центры обработки данных могут размещать меньшее количество серверных стоек с более плотной плотностью для максимального использования пространства или расширяться по мере необходимости.
В примере с центром обработки данных на 10 000 серверов с жидкостным охлаждением объект сокращает необходимое пространство на 77,5 %.
Кроме того, за пять лет решения с жидкостным охлаждением потребляют на 14,9% меньше мощности корпуса, обеспечивая на 20,7% более высокую производительность на кВт по сравнению с решениями с воздушным охлаждением.

ИИ требует опыта и доверия
Когда дело доходит до искусственного интеллекта, стоит доверять экспертам. Компания HPE обладает более чем 50-летним опытом работы и более чем 300 патентами в области жидкостного охлаждения.

Мы продолжаем создавать большие системы с жидкостным охлаждением, чтобы наши клиенты могли работать без каких-либо проблем в течение нескольких лет подряд. Кроме того, доказано, что наши решения с жидкостным охлаждением способствуют повышению экологичности вычислений.
Всего за последние два года мы поставили четыре из десяти самых быстрых систем в мире, все из которых являются суперкомпьютерами HPE Cray EX с жидкостным охлаждением.Мы давно подготовились к использованию искусственного интеллекта и готовы продолжать поддерживать клиентов в их путешествии с помощью самых сложных решений для охлаждения в мире.

Взята публикация от 28 августа, 2024 | Джейсон Зейлер (Jason Zeiler), менеджер по продуктам жидкостного охлаждения в Hewlett Packard Enterprise