Компания Vertiv, поставщик инфраструктуры для центров обработки данных и сетей, утверждает, что искусственный интеллект подталкивает дата-центры к новым моделям электропитания, охлаждения и проектирования. Подача тока высокого напряжения, цифровые двойники и жидкостное охлаждение становятся критически важными компонентами для этих объектов, сообщает портал BigDataWire.

В своем новом отчете Vertiv Frontiers компания описывает, как операторы адаптируются к более высокой плотности размещения оборудования в стойках и более быстрым срокам строительства кампусов, рассчитанных на масштабирование до гигаваттного диапазона. В нем также указывается на сдвиг в плане того, что планирование и эксплуатация инфраструктуры все больше рассматриваются как интегрированные аспекты.

Vertiv выделяет четыре макросилы, которые движут этими изменениями: экстремальная плотность размещения оборудования, быстрое масштабирование до гигаваттного уровня, дата-центр как единица вычислительных ресурсов и диверсификация кремниевых компонентов. Эти силы подчеркивают пять технологических тенденций, которые, по мнению компании, будут определять проектирование и развитие дата-центров в ближайшие годы.

«Индустрия дата-центров продолжает стремительно развиваться в плане проектирования, строительства, эксплуатации и обслуживания ЦОДов в ответ на требования к плотности и скорости развертывания, предъявляемые к ИИ-фабрикам», — заявил Скотт Армул, главный директор по продуктам и технологиям компании Vertiv.

По его словам, кросс-технологические факторы, включая экстремальную плотность размещения оборудования, стимулируют трансформационные тенденции, такие как силовые архитектуры постоянного тока с более высоким напряжением и передовые системы жидкостного охлаждения, которые необходимы для масштабирования на гигаваттный уровень, критически важный для инноваций в области ИИ. Ожидается, что собственная генерация энергии и технология цифровых двойников также помогут ускорить и расширить масштабы освоения ИИ.

Поскольку рабочие нагрузки ИИ требуют более высокой плотности вычислительных ресурсов, системы электропитания, разработанные для дата-центров предыдущих поколений, испытывают давление. Vertiv определяет как ключевой фактор экстремальное увеличение плотности, при котором мощность стойки превышает 25 кВт, а в некоторых случаях приближается к 300 кВт. На этом уровне энергоснабжение переменным током приводит к высоким потерям на нескольких этапах преобразования и создает ограничения по пространству и тепловыделению.

Vertiv называет использование постоянного тока более высокого напряжения ответом на эти проблемы. Меньшее количество этапов преобразования повышает эффективность, а более низкий ток поддерживает более высокую плотность. Этот подход основан на опыте телекоммуникационных сетей и микросетей постоянного тока. Он также хорошо согласуется с альтернативными источниками энергии, такими как солнечная энергия и топливные элементы, которые изначально генерируют постоянный ток.

Этот переход сопряжен с рядом проблем, включая более строгие требования безопасности, ограниченная доступность квалифицированной рабочей силы и более высокие первоначальные затраты. Чтобы помочь преодолеть эти проблемы, Vertiv рекомендует провести оценку и пилотные развертывания, включая испытания в зонах высокой плотности.

Развертывание ИИ становится все более фрагментированным, поскольку организации стремятся сбалансировать производительность и стоимость. Vertiv рассматривает распределенный ИИ как новую модель, в которой рабочие нагрузки инференса развертываются в гипермасштабных и корпоративных средах, а не концентрируется в нескольких централизованных локациях.

Согласно отчету, такой подход отражает растущую обеспокоенность по поводу размещения данных и задержек. Отрасли с нормативными ограничениями или ограничениями по конфиденциальности с большей вероятностью будут инвестировать в частную или гибридную инфраструктуру ИИ. Vertiv также указывает на растущее использование федеративных архитектур, которые связывают локальные вычисления с облачными ИИ-сервисами.

Все это приводит к значительному усложнению работы операторов. По крайней мере, в теории. Корпоративные дата-центры должны поддерживать более высокую плотность оборудования для ИИ и новые подходы к охлаждению, оставаясь при этом адаптивными. Vertiv отмечает, что темпы изменений в кремниевых ИИ-компонентах увеличивают риск устаревания инфраструктуры. Это делает гибкость ключевым требованием, а не вопросом оптимизации.

По мере того, как происходит все более быстрое расширение применения ИИ, доступ к надежному электропитанию больше не гарантируется. Vertiv подчеркивает растущие ограничения в электросетях по мере того, как дата-центры масштабируются до уровней сотен мегаватт и более. Во многих регионах темпы развертывания ИИ опережают возможности энергоснабжающих компаний по обеспечению новых мощностей.

Для решения этой проблемы операторы все чаще прибегают к генерации энергии на месте. Сейчас это практическая необходимость, а не долгосрочное решение. Микросети, объединяющие генераторы, накопители энергии и возобновляемые источники, приобретают все большее значение. Они помогают стабилизировать поставки энергии и сократить сроки развертывания. Vertiv ожидает, что инвестиции в собственную генерацию будут продолжаться до тех пор, пока электросетевая инфраструктура не догонит спрос, обусловленный ИИ. Это может произойти нескоро.

Еще одна тенденция, отмеченная в отчете, заключается в том, что технология цифровых двойников становится центральным элементом проектирования и эксплуатации дата-центров в масштабах, определяемых ИИ. Вместо того чтобы полагаться исключительно на статические проекты, операторы используют виртуальные модели для симуляции целых объектов. Всего, от электропитания и охлаждения до поведения вычислительных систем.

Vertiv ожидает, что такой подход сократит циклы проектирования и поможет валидировать решения по инфраструктуре до начала строительства.

Цифровые двойники также распространяются на живые операции, где телеметрические данные используются для мониторинга производительности без нарушения работы производственных систем. Vertiv утверждает, что, поскольку дата-центры теперь рассматриваются как интегрированные системы, цифровые двойники предоставляют способ повышения эффективности и снижения операционных рисков с течением времени.

Жидкостное охлаждение будет играть все бóльшую роль по мере увеличения удельной мощности и тепловыделения при обработке рабочих нагрузок ИИ. Согласно отчету, традиционные методы воздушного охлаждения с трудом поддаются эффективному масштабированию, особенно при высокой плотности размещения оборудования в стойках. В то же время системы на основе жидкостного охлаждения предлагают практичный и эффективный путь для внедрения передовых решений в области ИИ.

«Жидкостное охлаждение превращается в самооптимизирующуюся систему с использованием ИИ для предиктивного обслуживания с целью поддержания максимальной производительности, отказоустойчивости и эффективности за счет расширенного управления и интеллектуального контроля», — сказал Найджел Гор, вице-президент по системам высокой плотности и жидкостного охлаждения компании Vertiv.

В отчете отмечается постепенный прогресс в направлении более отказоустойчивых и адаптивных конструкций систем охлаждения. Ожидается, что встроенные датчики и ПО управления улучшат видимость производительности системы.

Хотя будущие технологии, такие как иммерсионное охлаждение, могут расширить возможности, Vertiv подчеркивает, что компаниям нельзя ждать этого. Сегодня существует явная потребность в гибких тепловых архитектурах. В отчете рекомендуется операторам, которые «уже внедрили жидкостное охлаждение, продолжать следить за развитием новых технологий, а также, что немаловажно, за стандартами в таких областях, как жидкости и стойки/архитектуры».