随着 AI 在日常生活中的普及,数据中心不得不重新设计(甚至重建基础设施),以高效地满足数据日益增长的需求。
数据中心所做的许多调整都涉及改进冷却系统。数据中心管理人员正在升级到液冷系统,为液冷管腾出地板和顶部空间,或将设施迁移到更凉爽的地方。
冷却是首要任务,但冷却并不是数据中心因人工智能而做出的唯一设计方面的变化。以下是数据中心为 AI 的快速增长而发生的5个设计变化。
更高效的冷却系统
更大的电力使用意味着更大的热量产生。AI 产生的巨大热量对数据中心构成了重大挑战,特别是考虑到旨在减少碳排放的绿色计划。这意味着数据中心必须找到如何将更多的冷却能力纳入更高效、更环保的包装中的解决方案。
绿色计划的目标是减少电力消耗,但满足人工智能基础设施增加的电力需求和保持其平稳运行所需的冷却系统是一个额外的挑战。在降低整体电耗的同时还能做到这两点似乎是不可能,但技术的发展给我们带来了新的出路。
芯片制造商越来越多地采用液冷芯片系统,这对数据中心来说是个好消息。随着液冷日益普及,市场竞争的扩大应该有助于降低价格。
切换到液冷确实需要对数据中心核心基础设施进行大量投资和重组。标准制冷剂无法处理人工智能产生的热量,数据中心将需要升级版的乙二醇或冷水冷却系统,但节省的高强度计算应用电力将使其物有所值。
数据中心正在安装带有空气冷却器的闭环液体系统,并在整个设施中放置冷却分配单元(CDU),以满足冷却需求和更高效的解决方案。
更大的设施和服务器存储空间
液体冷却系统比空气冷却更高效,但将液体输送到关键基础设施部件的管道通常比将冷空气输送到服务器机房的管道需要更多的物理空间。
在数据中心空间已经变得非常宝贵且电力密度每年都在增加的情况下,将液体冷却基础设施安装到设备机架中并在其周围留出供安装、维护和空气流通的空间将变得更加困难。
一个解决方案是垂直扩展。一些数据中心正在试验更高的天花板高度,以创造足够的空间用于液体冷却及其所有附件。然而,数据中心可能还需要扩展其水平占地面积。预计在未来不久,设施的整体规模将变得更大。
新型地板
许多数据中心已经放弃了传统的架空地板,但架空地板现在似乎再次成为必需品了。
在头顶安全地布置冷却管而不与靠近天花板的现有电缆和电力系统发生缠结可能很困难。将液体置于头顶位置也存在风险,因为管道可能会被移位或破裂,导致冷却液溅到下方的人员和昂贵设备上。
底部冷却系统(即从下到上工作的冷却系统)通常是一个更好的解决方案。架空地板可以容纳底部冷却解决方案。
此外,架空地板有助于安全地管理高重量负载。服务器和设备总是在变化,地板上的一个位置可能需要同时容纳装有新旧服务器的机架以及正在同时卸载和重新安装设备的员工。添加任何液体冷却剂的重量可能会给架空地板带来前所未有的负载。这是数据中心放弃架空地板的原因之一——将重型设备放在混凝土楼板上似乎更安全。
然而,坚固的架空地板与增加的天花板高度相结合,可以解决数据中心空间不足的许多问题。
将设施建在农村地区
数据中心历来都建在大城市附近,以便靠近中央电网和大部分最终用户。现在,数据中心管理人员正在考虑在更偏远的地区开发设施。
农村地区提供了更广阔的土地和更少的空间限制,这使得管理更大型数据中心的广阔占地面积变得更加容易。
农村数据中心还可以利用较低的能源成本。大城市设施需要支付高昂的电力费用,但人口稀少地区的数据中心往往可以为同等的电力支付更少的费用。
农村地区的气温也往往低于城市地区,城市地区会积聚热量。将数据中心设立在远离大片沥青和汽车尾气排放的区域,自然会在冷却方面给设施带来优势,因为数据中心不再需要补偿这些额外的环境热源。
谷歌、亚马逊和 Meta 最近都在寒冷的北欧国家开设了数据中心,预计其他公司也将效仿。较冷的气候更有利于数据中心处理 AI 产生的热量。
核能
核能是目前可用的最绿色的能源选择之一。它为附近的电网提供可再生、极低排放的连续电力。事实上,已建成的核电站几乎不产生任何排放,因此对于希望减少碳足迹的数据中心来说,这是一个非常有吸引力的选择。
小型模块化反应堆(SMRs)的发展前景广阔,因为这些微型模块化版本的大型反应堆是预先建造好的,一旦运送到目的地即可进行组装。
小型模块化反应堆仍处于相对早期的发展和应用阶段,但预计未来十年内,绿色能源的核能领域将吸引大量投资者。如果这一趋势持续下去,小型模块化反应堆很可能在未来十到十五年内成为数据中心环保要求的可行选择。
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