I. Sıvı Soğutma "İsteğe Bağlı"dan "Zorunlu"ya Geçti

 

1. Bilgisayar Gücüne ve Optik Modüllere Olan Talepte Artış

Hızla gelişen yapay zeka (AI) ortamında, bilgi işlem gücüne olan talep benzeri görülmemiş boyutlara ulaştı. OpenAI'nin ChatGPT'sinde kullanılanlar gibi büyük modellerin ortaya çıkışı, gerekli bilgi işlem gücünde önemli bir boşluk yarattı. OpenAI, model bilgi işlem gücündeki büyüme oranının, yapay zeka donanımındaki ilerlemeleri şaşırtıcı bir şekilde on kat geride bıraktığını bildiriyor. Büyük modeller trilyonlarca parametreye genişledikçe, yapay zeka eğitim çiplerinin gelişmiş performansına olan ihtiyaç kritik hale geldi ve daha hızlı veri iletimi beklentileri arttı.

 

Bilgi işlem ölçeğindeki bu üstel büyüme, veri merkezleri içindeki ara bağlantıyı merkezi bir sorun haline getirdi. Yapay zeka eğitimi ilerledikçe tek kart/sunucu bilişiminin sınırlamaları belirginleşiyor. Çipten çipe bağlantı, hızlı veri alışverişini kolaylaştırmak için verimli ve yüksek hızlı optik modülleri gerektiren bir öncelik olarak ortaya çıktı. Sonuç olarak, özellikle veri merkezleri bilgi işlem gücü mimarilerini yükseltirken, ara bağlantı verimliliğini artırmak için yüksek hızlı optik modüllerin konuşlandırılması çok önemlidir.

 

▲ Veri merkezlerinde yüksek hızlı veri iletimini kolaylaştıran optik modüller

2. Sıvı Soğutmanın Dönüm Noktası

Sıvı soğutma, optik modüllerin gelişimine paralel olarak yapay zeka altyapısında bir sonraki kritik unsur olmaya hazırlanıyor. Elektronik ürünler gelişmeye devam ettikçe verimli soğutma sistemlerine duyulan ihtiyaç yadsınamaz hale geliyor. Tıpkı optik modüllerin gidişatının lüksten zorunluluğa dönüşmesi gibi, sıvı soğutma teknolojisi de aynı yolu izliyor.

 

Tarihsel olarak soğutma çözümleri, doğal hava soğutması ve ısı emiciler gibi pasif yöntemlerden, klima ve son olarak sıvı soğutma gibi daha ileri teknolojilere doğru evrildi. Bu geçiş, bileşenlerin optimum performansını ve uzun ömürlülüğünü sağlamak için termal yönetimin çok önemli olduğu elektronik sektöründeki daha geniş bir eğilimi yansıtıyor.

 

3. Sıvı Soğutma Artık Neden Gerekli?

Cips

Çevre sıcaklığının yarı iletken çipler üzerindeki etkisi kritiktir. Yüksek sıcaklıklar elektronik bileşenlerin performansını ve ömrünü önemli ölçüde azaltabilir. Yüksek termal ortamlar, kapasitör ve direnç gibi malzemelerde termal genleşmeye yol açarak mekanik arızalara neden olabilir ve normal çalışmayı engelleyebilir. ANJIE'nin raporlarına göre, geleneksel hava soğutması yalnızca 800W'a kadar ısı dağıtımını yönetebiliyor; bu eşik, birçok NVIDIA ürünü tarafından aşılıyor.

 

Veri Merkezleri

Hava soğutmalı veri merkezleri genellikle kabin başına 8-10 kW yoğunluğu destekler. Ancak yapay zeka kümesi bilgi işlem gücünün 2025 yılına kadar kabin başına 20-50 kW'a ulaşacağı tahmin edildiğinden, hava soğutmanın sınırlamaları açıkça ortaya çıkıyor. Artan güç yoğunluğu, sıvı soğutmayı üstün bir alternatif olarak konumlandırarak daha verimli soğutma yöntemleri gerektiriyor.

 

▲ Sıvı soğutma teknolojilerini kullanan yüksek yoğunluklu yapay zeka veri merkezi

 

 

II. Sıvı Soğutma Politikaları Piyasaya “Uyarıcı” Veriyor

 

PUE (Güç Kullanım Etkinliği), veri merkezlerinin enerji verimliliğini değerlendirmek için önemli bir ölçüm görevi görür. Daha düşük bir PUE, bir tesis tarafından tüketilen toplam enerjinin yalnızca BT yükleri tarafından tüketilen enerjiye oranını yansıttığından daha yeşil, daha verimli bir veri merkezini belirtir. Tipik veri merkezlerinde BT ekipmanı enerji tüketiminin yaklaşık %50'sini oluştururken, soğutma sistemleri de yaklaşık %35'ini oluşturur.

 

Sıvı soğutma teknolojileri, geleneksel hava soğutmayla karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük PUE değerleri sergileme eğilimindedir. Örneğin, geleneksel hava soğutması PUE'yi 1,3 civarında tutarken sıvı soğutma yöntemleri, kullanılan spesifik teknolojiye bağlı olarak bunu 1,05 ila 1,2 arasına düşürebilir.

 

▲ Hava soğutma ve sıvı soğutma teknolojileri arasındaki PUE karşılaştırması

 

 

III. Vertiv'in Sıvı Soğutmayla Stratejik Büyümesi

 

Vertiv, CoolTera'yı satın alarak sıvı soğutma yeteneklerini geliştirme konusunda önemli ilerlemeler kaydetti. İngiltere merkezli bu şirket, sıvı soğutma altyapısında uzmandır ve Vertiv ile birkaç yıldır çok sayıda veri merkezi ve süper bilgi işlem projesinde işbirliği yapmaktadır. Bu satın almanın Vertiv'in termal yönetim pazarındaki konumunu güçlendirmesi ve veri merkezlerinin gelişen ihtiyaçlarına göre uyarlanmış daha sağlam çözümler sunmasına olanak sağlaması bekleniyor.

 

 

IV. Sıvı Soğutmanın Temel Değer Zinciri

1. Sıvı Soğutmayı Anlamak

Sıvı soğutma, bilgisayar sistemleri için optimum çalışma sıcaklıklarını korumak için kullanılan yöntemleri ifade eder. Sıvıların yüksek özgül ısı kapasitesinden yararlanan bu teknoloji, iç bileşenler tarafından üretilen ısıyı etkili bir şekilde dış ortama aktarır. Sıvı soğutma sistemleri doğrudan ve dolaylı soğutma teknikleri olarak sınıflandırılabilir. Soğuk plaka sistemleri gibi dolaylı soğutma, soğutma sıvısının ısıtılmış bileşenlerle doğrudan temas etmemesini sağlarken, doğrudan soğutma yöntemleri, soğutma ortamının ısıtılmış bileşenlerle doğrudan etkileşime girdiği daldırmalı soğutmayı içerir.

 

2. Sıvı Soğutma Endüstrisi Ekosistemi: Soğuk Plaka Sistemleri

Sıvı soğutma endüstrisi aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli bileşenlerden ve sistemlerden oluşur:

• RCM (Soğutucu Akışkan Besleme ve Dönüş) Üniteleri:Bu üniteler, sıvı soğutma kabinleri içerisinde soğutucu akışkanın dağıtımını ve toplanmasını yönetir.
• Soğutma Dağıtım Birimleri (CDU'lar):CDU'lar, soğuk plaka bileşenlerine giren soğutucu akışkanların soğuk kaynak tarafındaki soğutma suyundan ayrılmasını kolaylaştırır.
• LCM'ler (Sıvı Sirkülasyon Modülleri):Bu modüller, soğutucu akışkanların soğutma sistemi boyunca taşınmasını ve geri dönüşünü yönetir.

 

Kullanılan soğutucu akışkanlar, her ikisi de etkili ısı transferine katkıda bulunan deiyonize su ve glikol bazlı solüsyonlar gibi seçeneklerle farklılık gösterebilir.

 

▲ Veri merkezlerindeki sıvı soğutma ekosistemine genel bakış

 

 

V. Sıvı Soğutma Tedarik Zincirinde Faydalanıcı Firmaların Belirlenmesi

1. Faydalanıcı Şirketler: Sunucu İç Bileşenleri

Sıvı soğutma tedarik zinciri üç ana kategoriye ayrılabilir: dahili sunucu bileşenleri, sıvı soğutma yapısı ve sıvı soğutma altyapı sağlayıcıları. Dahili bileşenler, yüksek güçlü AI çiplerinin performansını artırmak için hayati önem taşıyan soğuk plaka sistemlerini ve hızlı bağlantı kesmeleri içerir. Huawei ve NVIDIA gibi şirketler bu sektörün önemli oyuncularıdır.

 

2. Sıvı Soğutma Yapısı

Sıvı soğutma yapısı, tam zincirli çözüm sağlayıcıları ve sunucu üreticilerini kapsar. Vertiv gibi tam zincir sağlayıcılar kapsamlı çözümler sunar ancak sunucuları doğrudan sağlayamayabilir, bu da çip üreticileriyle işbirliği yapılmasını gerektirir.

 

3. IDC İnşaatı

IDC üreticileri, veri merkezleri inşa etmekten ve müşteri ihtiyaçlarına göre özelleştirilmiş sıvı soğutma çözümleri geliştirmekten sorumludur. Bu üreticiler performansı optimize etmek için sıvı soğutma teknolojilerini tasarımlarına giderek daha fazla entegre edecekler.

 

4. Altyapı Sağlayıcıları

Altyapı sağlayıcıları CDU'lar ve LCM'ler gibi özel sıvı soğutma bileşenleri sunar. Bu teknolojilere olan talep arttıkça, bu ürünlerin hem hacminin hem de fiyatının artması bekleniyor; bu da veri merkezi tasarımında sıvı soğutmanın artan önemini yansıtıyor.

 

 

Çözüm

 

Yapay zeka altyapılarında hava soğutmasından sıvı soğutmaya geçiş yalnızca bir trend değil, artan bilgi işlem taleplerinin yönlendirdiği önemli bir evrimdir. Büyük modellerin çoğalması ve verimli termal yönetim gerekliliğiyle birlikte sıvı soğutma teknolojileri, veri merkezlerinin geleceğinde önemli bir rol oynamaya hazırlanıyor. Vertiv gibi şirketler stratejik satın almalar ve ortaklıklar yoluyla yeteneklerini geliştirirken sıvı soğutma pazarı da önemli bir büyümeye hazırlanıyor. Bu geçiş sonuçta daha verimli, sürdürülebilir ve yüksek performanslı bilgi işlem ortamlarına katkıda bulunacaktır.