Boom datových center klade nároky na pokrok v chlazení

Kvůli rozmachu aplikací umělé inteligence a cloudových řešení se po celém světě zvyšují požadavky na chlazení datových center. Konvenční chlazení vzduchem se u náročných výpočetních úloh vykonávaných systémy umělé inteligence v datových centrech ukazují jako nedostatečné. Hledají se tak nejefektivnější řešení kapalinového chlazení, která by mohla přinášet i výhody pro životní prostředí.

---

Ilustrace vytvořena pomocí AI (ChatGPT )

Datová centra představují extrémně rychle rostoucí segment. Že nejde o žádnou marginálii, potvrzuje letošní zpráva Mezinárodní agentury pro energii (IEA), podle níž se právě rychlý rozvoj datových center spolu s rostoucími prodeji klimatizačních jednotek nejvýrazněji podepsal pod značný loňský meziroční nárůst globální poptávky po elektřině. Ta podle dat agentury loni vzrostla o 4,3 procenta, zatímco o rok dříve to bylo jen 2,5 procenta.

Důvodem boomu datových center je jednak rozmach cloudových služeb a na ně navázaná potřeba záložních kapacit, jednak extrémní úspěch velkých jazykových modelů, tedy toho, co dnes veřejnost hojně využívá jakožto umělou inteligenci. Akcelerátory umělé inteligence a výpočetní klastry (HPC - soustava spojených počítačů) generují vysokou výkonovou hustotu. Zatímco do nástupu AI se tato hodnota pohybovala okolo 5 kW na jeden rack (systém pro montáž a propojování serverových komponent do jedné struktury), dnes může přesahovat 100 kW na rack. Na to standardní metody chlazení vzduchem nestačí.

V souladu s cíli udržitelnosti

Jednu z možných cest ukázala v polovině března americká společnost Vertiv, která představila chlazení CoolLoop Trim Cooler. Od ostatních se odlišuje hybridní podstatou, protože podporuje chlazení vzduchem i kapalinou v tepelných výměnících. Oproti standardním metodám má tato ušetřit až 70 procent nákladů na chlazení.

Podstatným prvkem je inovativní technologie kapalného chlazení přímo samotných čipů (direct-to-chip cooling), což je metoda před pár lety zvažovaná pouze v teoretické rovině. Důležitá je též flexibilita systému, protože mnoho datových center se i v reakci na překotný vývoj postupně modernizuje a rekonfiguruje, a ať provozují tradiční vzduchem chlazenou infrastrukturu nebo novější chlazenou kapalinou, systém Vertiv se integruje prostřednictvím distribučních jednotek chladicí kapaliny CoolChip pro přímé chlazení čipů a podporuje připojení k ponorným chladicím systémům.

Řešení zohledňuje cíle udržitelnosti. Systém je navržen tak, aby maximalizoval přirozené chlazení a využíval okolní vzduch, kdykoli je to možné, namísto energeticky náročnějšího mechanického chlazení. Systém pracuje v režimu volného chlazení ve všech ročních obdobích a častěji než chladicí řešení předchozí generace.

Inovativní Zbraslav

Používá chladicí směs s nízkou hodnotou GWP (potenciál globálního oteplování) na úrovni 7 a může se škálovat na chladicí výkon, který u vzduchem chlazených konfigurací dosahuje téměř 3 MW. Systém přináší také přibližně 40% úsporu místa ve srovnání s tradičními chladicími systémy, což je výhoda pro datová centra v omezených prostorech v městské zástavbě.

Prostorovou limitaci nemusí řešit největší plánované datové centrum ve střední Evropě, které chystají České radiokomunikace „na zelené louce“ u pražské Zbraslavi. Budova s rozměry 320x45 metrů vyroste prakticky v lese, na místě bývalých středovlnných rozhlasových vysílačů. I ona ale bude splňovat přísné environmentální standardy. „Provoz bude živit energie z obnovitelných zdrojů, konkrétně ze solárních článků umístěných na střeše budovy. Díky strategické poloze, inovativnímu systému chlazení s hodnotou GWP <10, využívání zbytkového tepla a optimalizovanou výkonovou kapacitou bude efektivita provozu na špičkové úrovni,“ uvedly dříve České radiokomunikace.

Je zřejmé, že značně specializovaný segment technologie chlazení datových center čekají v nejbližších letech dobré časy. Průmysloví analytici předpokládají, že tento trh poroste do roku 2028 globální meziročním tempem přesahujícím 20 procent.

Z pohledu udržitelnosti je značně slibná i výrazně intuitivnější oblast sekundárního využití zbytkového tepla z těchto center. O aktuálních trendech v této oblasti si něco více řekneme v budoucnu.