施耐德电气:2024智算中心液冷架构探讨白皮书_13页_1mb
报告摘要
智算中心液冷架构总结
背景和必要性
人工智能服务器配备GPU等加速器时会产生大量热量,风冷散热不再可行,液冷成为首选。液冷优势包括提升加速器可靠性、性能、能效,减少用水量和降低噪音。AI训练和推理工作负载需要高热设计功耗(TDP)管理,液冷是解决方案。
液冷方法分类
液冷主要分为两类:冷板式(液体流经服务器组件冷板散热)和浸没式(服务器整体浸入绝缘液中散热)。这两种方法各有优缺点,具体选择取决于部署场景。
液冷生态系统
液冷架构由三个关键要素组成:
- 服务器内部热捕获:通过液体从IT组件吸收热量。
- CDU类型:冷却分配单元,隔离IT流体回路与制冷系统部分,需具备温度控制、流量控制、压力控制、流体处理、热交换和隔离五大功能。
- 散热方法:将热量排出室外,包括现有散热系统(如通过空气或水系统)和专用散热系统。
常见液冷架构及选择指南
液冷架构有六种常见类型,基于散热方法(液-气或液-液)和CDU类型(机柜内安装式或落地式):
| 架构类型 | 优缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| L2A机柜内CDU:现有空气散热 | 优点:与现有制冷基础设施兼容,易于安装。 缺点:能效较低,占用空间。 | 小规模部署,风冷冷量充足。 |
| L2L机柜内CDU:现有水系统散热 | 优点:能效高,利用现有水系统。 缺点:安装复杂。 | 大规模部署,现有水系统支持。 |
| L2L落地式CDU:现有水系统散热 | 优点:成本低,空间省。 缺点:故障风险集中。 | 多机柜部署,工作负载可容忍常见故障。 |
| L2A落地式CDU:空气散热 | 优缺点:能效提升,但部署复杂。 | 大规模部署,高密Load。 |
| L2L专用散热系统:独立水系统散热 | 优点:最高能效,可 reuse 热量。 缺点:需要额外管道投资。 | 大规模部署,高能效优先。 |
选择步骤
- 先选择散热方法:考虑现有基础设施兼容性、部署规模和速度。
- 再选择CDU类型和规格:基于容量、外形尺寸和位置。
CDU容量范围从20-40kW到1MW以上,机柜内CDU适合小规模,落地式适合大规模。
CDU选择需权衡因素:与现有设施的兼容性、部署速度、能效和成本。
结论
液冷架构是数据中心AI工作负载的关键,本总结提供了选择指南和最佳实践,帮助数据中心运营商优化冷却系统设计,提升效率和可持续性。部署时需教育关键人员了解液冷生态系统的组件和运维。
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