Technologie de refroidissement liquide : améliorer l'efficacité des centres de données à haute densité

 

ⅠAvantages de la technologie de refroidissement liquide

 

Par rapport à la technologie traditionnelle de refroidissement par air, le refroidissement liquide offre des avantages tels quefaible consommation d'énergie, dissipation thermique élevée, faible bruit et faible TCO, s'alignant sur la tendance de forte consommation d'énergie et de forte densité dans les centres de données :

 

• Dissipation thermique efficace :La capacité de refroidissement du liquide est de 1 à 3 fois supérieure à celle de l'air, ce qui rend le refroidissement liquide plus adapté aux applications de serveurs à haute énergie et à haute puissance.
• Économies d'énergie :Les systèmes de refroidissement liquide peuvent atteindre des taux d'efficacité énergétique plus élevés, réduisant ainsi la consommation d'énergie des centres de données. La technologie de refroidissement liquide, en particulier le refroidissement par immersion, peut réduire le PUE (Power Usage Effectiveness) d'un centre de données à moins de 1,2, économisant ainsi 30-50 % d'électricité par rapport aux méthodes traditionnelles de refroidissement par air.
• Fiabilité accrue des équipements :La technologie de refroidissement liquide peut réduire les pannes d'équipement causées par des températures élevées, prolonger la durée de vie des serveurs et éviter les vibrations et le bruit causés par les ventilateurs.
• Gain de place :Le refroidissement liquide permet une disposition plus compacte du serveur, car il ne nécessite pas les grands espaces de circulation d'air nécessaires au refroidissement par air, économisant ainsi de l'espace au sol du centre de données.
• Densité de puissance accrue :Le refroidissement liquide prend en charge des densités de puissance de rack plus élevées, répondant ainsi aux exigences des applications de calcul haute performance et d'IA. Les solutions de refroidissement par immersion peuvent augmenter la puissance d'un rack unique jusqu'à 100 kW, voire plus de 200 kW.

 

Les technologies de refroidissement liquide classiques telles que le refroidissement par plaque froide et le refroidissement par immersion surpassent considérablement le refroidissement par air traditionnel en termes de dissipation de la chaleur, d'intégration et d'efficacité énergétique.

 

 

▲ Refroidissement liquide

 

 

ⅡAdoption plus large de la technologie de refroidissement liquide

 

À mesure que l'intelligence artificielle se révolutionne et que l'économie numérique se transforme, les centres de données évoluent vers une consommation et une densité énergétiques plus élevées, ce qui conduit à une adoption plus large de la technologie de refroidissement liquide. Le refroidissement par air traditionnel ne peut répondre aux besoins de refroidissement des centres de données qu'avec 2,7 kW par rack, ce qui est insuffisant pour les centres de données de densité moyenne à élevée. Le refroidissement liquide, avec sa capacité thermique spécifique élevée et sa capacité de transfert de chaleur par convection, peut répondre aux besoins de refroidissement des centres de données avec 2,7-30kW par rack, répondant ainsi au défi de la densité de flux thermique ultra-élevée. À l'avenir, la technologie de refroidissement liquide connaîtra une application de plus en plus répandue dans le domaine des centres de données.

 

Les exigences de calcul élevées des grands modèles d’IA motivent la construction d’infrastructures d’IA.Alors que le secteur de l’IAGC entre dans une période de développement rapide, l’amélioration continue des performances des grands modèles d’IA, soutenue par un entraînement sur des milliards de paramètres, conduit à des besoins de calcul substantiels, susceptibles de conduire à une nouvelle vague de construction d’infrastructures d’IA. Selon OpenAI, les besoins de calcul pour l’entraînement des modèles d’IA ont doublé tous les 3,4 mois depuis 2012.

 

Prenons l'exemple du modèle GPT-3. Selon les données de lambdalabs, ce modèle comporte 175 milliards de paramètres, avec un calcul d'entraînement total de 3 640 PFlop/s-jours (c'est-à-dire qu'il faudrait 3 640 jours pour terminer le calcul à 1 PFlop/s). Une seule exécution d'entraînement du modèle nécessite environ 355 années CPU et coûte 4,6 millions de dollars (en supposant que des puces Nvidia Tesla V100 soient utilisées).

 

▲ IA ouverte

 

ⅢLe besoin urgent d’une puissance de calcul élevée stimule le développement des infrastructures d’IA

 

La puissance de calcul élevée doit être associée à l'infrastructure correspondante. Selon le rapport d'évaluation du développement de la puissance de calcul de l'intelligence artificielle en Chine, les dépenses mondiales en IA devraient augmenter de 27,9 % en 2023, tandis que la puissance de calcul intelligente de la Chine devrait atteindre 427 EFlop/s, soit une augmentation de 59 % par rapport à l'année précédente.

 

Alors que le secteur de l'IA se développe rapidement, l'écart important en termes de puissance de calcul entraîne une croissance rapide des expéditions de serveurs d'IA. En 2023, les expéditions mondiales de serveurs d'IA généraux et de serveurs d'IA haut de gamme ont atteint respectivement 470 000 et 270 000 unités, ce qui représente une croissance annuelle de 36,6 % et 490,5 %. On s'attend à ce qu'en 2024, les expéditions mondiales de serveurs d'IA généraux et de serveurs d'IA haut de gamme atteignent respectivement 725 000 et 543 000 unités, ce qui représente une croissance annuelle de 54,2 % et 172,0 %.

 

▲ Croissance rapide des expéditions de serveurs d'IA

 

Selon leRapport de recherche approfondi sur le marché des centres de données refroidis par liquide en Chine en 2023Le marché chinois des centres de données refroidis par liquide devrait atteindre 23,63 milliards de yuans en 2024, soit une augmentation de 53 % par rapport à l'année précédente. Sur la base de la demande du marché et du développement de l'écosystème industriel, le marché devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 59 % au cours des cinq prochaines années. D'ici 2027, avec le déploiement commercial de grands modèles d'IA et la maturation de l'écosystème du refroidissement liquide, la taille du marché devrait connaître une croissance significative, atteignant potentiellement 102 milliards de yuans.