De meest gestelde vragen over AI en vloeistofkoeling beantwoord

Naarmate chips meer warmte genereren, schiet luchtkoeling tekort en wordt vloeistofkoeling de enige optie voor AI-servers. Vloeistofkoeling is niet nieuw; het wordt al jaren gebruikt in High Performance Computing (HPC). Toch vereist de overstap naar vloeistofkoeling in traditionele datacenteromgevingen aanpassingen in de infrastructuur om aan de AI-vraag te voldoen.

Als leverancier van kritieke stroom- en koeloplossingen voor datacenters van elke omvang, krijgen we veel vragen over het inzetten van vloeistofkoeling. Hieronder beantwoorden we de meest gestelde vragen.

Hoe urgent is de behoefte aan vloeistofgekoelde servers nu AI steeds meer wordt toegepast?

De groeiende interesse van bedrijven in AI-toepassingen versnelt de vraag naar vloeistofgekoelde servers. Vloeistoffen voeren warmte beter af dan lucht, en veel nieuwe chips voor AI-oplossingen kunnen niet meer voldoende met lucht worden gekoeld. Datacenterbeheerders zien zich genoodzaakt om de infrastructuur aan te passen om vloeistofkoeling te ondersteunen. Waar vloeistofkoeling eerder een optie was, maakt AI het nu een noodzaak.

Welke vormen van vloeistofkoeling worden toegepast?

De meest gebruikte methode is momenteel het bevestigen van een cold plate aan een component, zoals een processor of geheugenmodule. Behandeld water dat naar de plaat stroomt, absorbeert de warmte en voert deze via een Technology Cooling System (TCS)-lus af naar een koelvloeistofverdeelunit (CDU) met een warmtewisselaar. Hoewel water het meest wordt gebruikt, kunnen ook speciaal ontwikkelde vloeistoffen worden ingezet die in de cold plate verdampen en in de CDU condenseren. Cold plates voeren het grootste deel van de warmte af, maar luchtkoeling blijft aanvullend nodig.

Een andere methode is directe onderdompeling, waarbij een server in een chassis of tank met diëlektrische vloeistof wordt geplaatst. Deze synthetische olie voert alle warmte af. Hoewel deze methode minder populair is dan cold plates, biedt ze voordelen zoals het ontbreken van luchtstroming en een hoge thermische stabiliteit over de hele server.

Hoe kunnen bestaande datacenters high-density AI-servers met vloeistofkoeling ondersteunen?

De voorkeur gaat uit naar het aansluiten van een CDU op een bestaande waterlus van de faciliteit, zodat de warmte uit de TCS-lus direct in het koelsysteem van het gebouw terechtkomt. Als zo’n aansluiting niet beschikbaar is, kan een CDU worden ingezet die warmte aan de lucht afgeeft. Bij nieuwbouw kunnen watercircuits direct worden ontworpen om vloeistofkoeling optimaal te ondersteunen.

Wat is een CDU en wat doet het?

Een CDU (Coolant Distribution Unit) regelt de temperatuur, chemie en stroming van de koelvloeistof naar de server. Het werkt vergelijkbaar met een transformator die spanning regelt. De CDU gebruikt een warmtewisselaar en pompen om de vloeistofstroom en -temperatuur te beheersen. Daarnaast isoleert het de TCS-lus van de faciliteit via een geïntegreerde warmtewisselaar (vloeistof-vloeistof of vloeistof-lucht).

Hoe kunnen operators bij nieuwbouw de mix van lucht- en vloeistofgekoelde servers plannen?

Datacenters zullen niet volledig overstappen op vloeistofkoeling, ook al is het essentieel voor high-density omgevingen. De uitdaging voor ontwerpers is om flexibiliteit in hun koelsystemen in te bouwen. Gelukkig komen er steeds meer koeloplossingen op de markt die schakelen tussen lucht- en vloeistofkoeling mogelijk maken. Dit verhoogt niet alleen de flexibiliteit, maar draagt ook bij aan efficiëntie en duurzaamheid.

Is 100% vrije koeling met vloeistofgekoelde servers mogelijk?

Ja, maar dit hangt af van de serververeisten en het klimaat op de locatie van het datacenter. Vrije koeling maakt gebruik van buitenlucht om de temperatuur van de koelvloeistof te verlagen. Dit is een kostenefficiënte methode, vooral in koelere klimaten. De vloeistof hoeft echter niet extreem koud te zijn – temperaturen boven de 38°C zijn vaak acceptabel, afhankelijk van de processor. Hierdoor is vrije koeling ook mogelijk bij warmere temperaturen, wat helpt om de koelingskosten te verlagen en de duurzaamheid te verbeteren.

Hulpbronnen voor vloeistofkoeling en AI-ready datacenters

De toenemende eisen van AI blijven een uitdaging. Gelukkig kunnen oplossingen zoals vloeistofkoeling een belangrijke rol spelen bij het ondersteunen van high-density computing. Ontdek meer over vloeistofkoeling en de transitie naar AI-ready datacenters op de website. We helpen u graag met aanvullende vragen.

Door: Loek Wilden, Offer Manager Secure Power bij Schneider Electric