I. การระบายความร้อนด้วยของเหลวได้เปลี่ยนจาก "อุปกรณ์เสริม" เป็น "Essential"

 

1. ความต้องการพลังงานคอมพิวเตอร์และโมดูลออปติคัลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ในภูมิทัศน์ที่พัฒนาอย่างรวดเร็วของปัญญาประดิษฐ์ (AI) ความต้องการพลังการประมวลผลได้สูงถึงระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน การเกิดขึ้นของโมเดลขนาดใหญ่ เช่น โมเดลที่ใช้ใน ChatGPT ของ OpenAI ได้สร้างช่องว่างที่สำคัญในพลังการประมวลผลที่จำเป็น OpenAI รายงานว่าอัตราการเติบโตของพลังการประมวลผลแบบจำลองแซงหน้าความก้าวหน้าในฮาร์ดแวร์ AI ถึงสิบเท่า เนื่องจากโมเดลขนาดใหญ่ขยายพารามิเตอร์เป็นล้านล้านพารามิเตอร์ ความจำเป็นในการปรับปรุงประสิทธิภาพจากชิปการฝึกอบรม AI จึงกลายเป็นเรื่องสำคัญ ซึ่งผลักดันให้เกิดความคาดหวังในการส่งข้อมูลที่รวดเร็วยิ่งขึ้น

 

การเติบโตแบบก้าวกระโดดในระดับการประมวลผลนี้ทำให้การเชื่อมต่อภายในศูนย์ข้อมูลกลายเป็นประเด็นสำคัญ ในขณะที่การฝึกอบรม AI ดำเนินไป ข้อจำกัดของการประมวลผลการ์ด/เซิร์ฟเวอร์เดี่ยวก็เริ่มชัดเจนขึ้น การเชื่อมต่อระหว่างกันระหว่างชิปกลายเป็นเรื่องสำคัญ โดยจำเป็นต้องมีโมดูลออปติคัลที่มีประสิทธิภาพและความเร็วสูงเพื่ออำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ การติดตั้งโมดูลออปติคอลความเร็วสูงจึงมีความจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อระหว่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อศูนย์ข้อมูลอัปเกรดสถาปัตยกรรมพลังการประมวลผลของตน

 

▲ โมดูลออปติคอลอำนวยความสะดวกในการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงในศูนย์ข้อมูล

2. จุดเปลี่ยนของการทำความเย็นด้วยของเหลว

การระบายความร้อนด้วยของเหลวมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญถัดไปในโครงสร้างพื้นฐาน AI ซึ่งขนานกับวิวัฒนาการของโมดูลออปติคัล เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง ความจำเป็นสำหรับระบบทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพจึงไม่อาจปฏิเสธได้ เช่นเดียวกับที่วิถีของโมดูลออปติคอลเปลี่ยนจากความหรูหราไปสู่ความจำเป็น เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวก็กำลังตามมาด้วย

 

ในอดีต โซลูชันการทำความเย็นพัฒนาจากวิธีการแบบพาสซีฟ เช่น การระบายความร้อนด้วยอากาศตามธรรมชาติและแผงระบายความร้อน ไปสู่เทคโนโลยีขั้นสูงเพิ่มเติม รวมถึงการปรับอากาศ และสุดท้ายคือการทำความเย็นด้วยของเหลว การเปลี่ยนแปลงนี้สะท้อนให้เห็นถึงแนวโน้มที่กว้างขึ้นในภาคส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งการจัดการระบายความร้อนเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการรับประกันประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ

 

3. เหตุใดการระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงเป็นสิ่งจำเป็น

ชิป

ผลกระทบของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมต่อชิปเซมิคอนดักเตอร์ถือเป็นสิ่งสำคัญ อุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจทำให้ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ลดลงอย่างมาก สภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูงทำให้เกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อนในวัสดุ เช่น ตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน ซึ่งอาจทำให้เกิดความล้มเหลวทางกลไกและเป็นอุปสรรคต่อการทำงานตามปกติ ตามรายงานจาก ANJIE การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมสามารถจัดการการกระจายความร้อนได้สูงสุดถึง 800W ซึ่งเป็นเกณฑ์ที่แซงหน้าผลิตภัณฑ์ NVIDIA หลายตัว

 

ศูนย์ข้อมูล

โดยทั่วไปศูนย์ข้อมูลที่ระบายความร้อนด้วยอากาศจะรองรับความหนาแน่น 8-10 kW ต่อตู้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพลังการประมวลผลคลัสเตอร์ AI คาดว่าจะถึง 20-50 กิโลวัตต์ต่อตู้ภายในปี 2568 ข้อจำกัดของการระบายความร้อนด้วยอากาศจึงปรากฏชัดอย่างเห็นได้ชัด ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นต้องการวิธีการทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยการวางตำแหน่งการระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นทางเลือกที่เหนือกว่า

 

▲ ศูนย์ข้อมูล AI ความหนาแน่นสูงใช้เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

 

ครั้งที่สอง นโยบายการทำความเย็นด้วยของเหลวอัดฉีด "สารกระตุ้น" เข้าสู่ตลาด

 

PUE (ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน) ทำหน้าที่เป็นตัวชี้วัดหลักในการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูล PUE ที่ต่ำกว่าบ่งบอกถึงศูนย์ข้อมูลที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากสะท้อนถึงอัตราส่วนของพลังงานทั้งหมดที่สิ่งอำนวยความสะดวกใช้ต่อพลังงานที่ใช้โดยโหลดของ IT เพียงอย่างเดียว ในศูนย์ข้อมูลทั่วไป อุปกรณ์ไอทีคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 50% ของการใช้พลังงาน ในขณะที่ระบบระบายความร้อนมีส่วนประมาณ 35%

 

เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวมีแนวโน้มที่จะแสดงค่า PUE ที่ต่ำกว่าอย่างมากเมื่อเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น ในขณะที่การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมจะรักษา PUE ไว้ที่ประมาณ 1.3 แต่วิธีการทำความเย็นด้วยของเหลวสามารถลดค่านี้ให้เหลือระหว่าง 1.05 ถึง 1.2 ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีเฉพาะที่ใช้

 

▲ การเปรียบเทียบ PUE ระหว่างเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยอากาศและเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

 

ที่สาม- การเติบโตเชิงกลยุทธ์ของ Vertiv ผ่านการทำความเย็นด้วยของเหลว

 

Vertiv มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพความสามารถในการทำความเย็นด้วยของเหลวด้วยการซื้อกิจการ CoolTera บริษัทซึ่งตั้งอยู่ในสหราชอาณาจักรแห่งนี้เชี่ยวชาญด้านโครงสร้างพื้นฐานการทำความเย็นด้วยของเหลว และได้ร่วมมือกับ Vertiv เป็นเวลาหลายปีในโครงการศูนย์ข้อมูลและซูเปอร์คอมพิวเตอร์หลายแห่ง การซื้อกิจการครั้งนี้คาดว่าจะช่วยเสริมตำแหน่งของ Vertiv ในตลาดการจัดการระบายความร้อน ทำให้สามารถนำเสนอโซลูชันที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นซึ่งปรับให้เหมาะกับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของศูนย์ข้อมูล

 

 

IV. ห่วงโซ่คุณค่าหลักของการทำความเย็นด้วยของเหลว

1. ทำความเข้าใจการระบายความร้อนด้วยของเหลว

การระบายความร้อนด้วยของเหลวหมายถึงวิธีการที่ใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ ด้วยการใช้ประโยชน์จากความจุความร้อนจำเพาะสูงของของเหลว เทคโนโลยีนี้จะถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบภายในไปยังสภาพแวดล้อมภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถแบ่งได้เป็นเทคนิคการทำความเย็นทางตรงและทางอ้อม การทำความเย็นทางอ้อม เช่น ระบบแผ่นเย็น ช่วยให้มั่นใจได้ว่าของเหลวทำความเย็นไม่สัมผัสกับส่วนประกอบที่ได้รับความร้อนโดยตรง ในขณะที่วิธีการทำความเย็นโดยตรงรวมถึงการทำความเย็นแบบจุ่ม โดยที่ตัวกลางทำความเย็นจะทำปฏิกิริยาโดยตรงกับส่วนประกอบที่ได้รับความร้อน

 

2. ระบบนิเวศอุตสาหกรรมทำความเย็นด้วยของเหลว: ระบบแผ่นเย็น

อุตสาหกรรมการทำความเย็นด้วยของเหลวประกอบด้วยส่วนประกอบและระบบต่างๆ ได้แก่:

• RCM (การจัดหาและส่งคืนสารทำความเย็น) หน่วย:หน่วยเหล่านี้จัดการการกระจายและรวบรวมสารทำความเย็นภายในตู้ทำความเย็นด้วยของเหลว
• หน่วยกระจายความเย็น (CDU):CDU อำนวยความสะดวกในการแยกสารทำความเย็นที่เข้าสู่ส่วนประกอบแผ่นเย็นจากน้ำหล่อเย็นที่ด้านแหล่งความเย็น
• LCM (โมดูลการไหลเวียนของของเหลว):โมดูลเหล่านี้จัดการการขนส่งและการส่งคืนสารทำความเย็นทั่วทั้งระบบทำความเย็น

 

สารทำความเย็นที่ใช้อาจแตกต่างกัน โดยมีตัวเลือกต่างๆ รวมถึงน้ำปราศจากไอออนและสารละลายที่ใช้ไกลคอล ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีส่วนช่วยในการถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ

 

▲ ภาพรวมของระบบนิเวศการทำความเย็นด้วยของเหลวในศูนย์ข้อมูล

 

 

V. การระบุบริษัทผู้รับผลประโยชน์ในห่วงโซ่อุปทานการทำความเย็นด้วยของเหลว

1. บริษัทผู้รับผลประโยชน์: ส่วนประกอบภายในเซิร์ฟเวอร์

ห่วงโซ่อุปทานการระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก: ส่วนประกอบเซิร์ฟเวอร์ภายใน โครงสร้างการระบายความร้อนด้วยของเหลว และผู้ให้บริการโครงสร้างพื้นฐานการระบายความร้อนด้วยของเหลว ส่วนประกอบภายในประกอบด้วยระบบแผ่นเย็นและการตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็ว ซึ่งมีความสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพของชิป AI กำลังสูง บริษัทอย่าง Huawei และ NVIDIA ถือเป็นผู้เล่นหลักในภาคส่วนนี้

 

2. โครงสร้างการทำความเย็นด้วยของเหลว

โครงสร้างการระบายความร้อนด้วยของเหลวครอบคลุมผู้ให้บริการโซลูชันห่วงโซ่เต็มรูปแบบและผู้ผลิตเซิร์ฟเวอร์ ผู้ให้บริการแบบครบวงจร เช่น Vertiv นำเสนอโซลูชันที่ครอบคลุม แต่อาจไม่ได้จัดหาเซิร์ฟเวอร์โดยตรง ซึ่งจำเป็นต้องได้รับความร่วมมือจากผู้ผลิตชิป

 

3. ไอดีซี คอนสตรัคชั่น

ผู้ผลิต IDC มีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างศูนย์ข้อมูลและพัฒนาโซลูชันการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่เหมาะกับความต้องการของลูกค้า ผู้ผลิตเหล่านี้จะบูรณาการเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวในการออกแบบของตนมากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ

 

4. ผู้ให้บริการโครงสร้างพื้นฐาน

ผู้ให้บริการโครงสร้างพื้นฐานนำเสนอส่วนประกอบการทำความเย็นด้วยของเหลวเฉพาะ เช่น CDU และ LCM เมื่อความต้องการเทคโนโลยีเหล่านี้เพิ่มขึ้น คาดว่าทั้งปริมาณและราคาของผลิตภัณฑ์เหล่านี้จะเพิ่มขึ้น ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของการระบายความร้อนด้วยของเหลวในการออกแบบศูนย์ข้อมูล

 

 

บทสรุป

 

การเปลี่ยนจากการระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวในโครงสร้างพื้นฐาน AI ไม่ใช่แค่แนวโน้ม แต่เป็นวิวัฒนาการที่สำคัญซึ่งขับเคลื่อนโดยความต้องการการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น ด้วยการขยายตัวของรุ่นขนาดใหญ่และความจำเป็นสำหรับการจัดการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงได้รับการตั้งค่าให้มีบทบาทสำคัญในอนาคตของศูนย์ข้อมูล ในขณะที่บริษัทอย่าง Vertiv เพิ่มขีดความสามารถผ่านการเข้าซื้อกิจการเชิงกลยุทธ์และการเป็นหุ้นส่วน ตลาดระบบทำความเย็นด้วยของเหลวก็พร้อมที่จะเติบโตอย่างมีนัยสำคัญ การเปลี่ยนแปลงนี้จะส่งผลให้สภาพแวดล้อมการประมวลผลมีประสิทธิภาพ ยั่งยืน และมีประสิทธิภาพสูงยิ่งขึ้นในที่สุด