Hibridni inženjering: Kako pripremiti poslužiteljsku dvoranu za 100+ kW po ormaru

Dosta se priča o prelasku hlađenja zrakom podatkovnih središta na hlađenje tekućinama. Međutim, u stvarnom svijetu taj prijelaz nije trenutačni događaj, već svojevrsni hibridni proces.

Ilustracija: PANTHEON ECO / AI stvorena vizualizacija naprednih rasklopnih sustava.

Dakle, s jedne strane, tradicionalni zračni sustavi ne mogu podnijeti gustoće snage koje donose AI poslužitelji, dok s druge strane, potpuna rekonstrukcija poslužiteljskih dvorana zahtijeva značajna financijska sredstva i dugotrajne zastoje u radu. Rješenje je u umijeću integracije tekućinskih petlji u postojeću, zrakom hlađenu infrastrukturu poslužiteljskih dvorana, popularno nazvano "retrofit".

Prva crta tranzicije: Izmjenjivači topline na stražnjim vratima (RDHx)

Kada gustoća snage po ormaru naraste iznad kritičnih 30 kW i krene prema rasponu od 50 kW do 100 kW+, uvođenje RDHx sustava (Rear Door Heat Exchangers) predstavlja najelegantniji i najekonomičniji prvi korak hibridne tranzicije.

Izvor: AKCP - Rear-Door Heat Exchanger for High-density Data Center

Umjesto da se mijenja cjelokupna arhitektura poslužitelja, na stražnju stranu postojećih ormara montiraju se specijalizirana zatvorena vrata s ugrađenim rešetkastim izmjenjivačima topline kroz koje teče voda. Ventilatori samog poslužitelja guraju vrući zrak kroz ta vrata. Voda preuzima toplinu izravno na izlazu iz servera, hladi zrak i vraća ga u dvoranu na temperaturi prostora.

Glavne prednosti RDHx sustava su:

1. Neutralnost prostora: Toplina se neutralizira na razini samog ormara, što znači da vrući zrak uopće ne ulazi u dvoranu, čime se eliminira potreba za kompleksnim upravljanjem toplim i hladnim hodnicima.

2. Očuvanje postojeće arhitekture: Operateri mogu zadržati standardne poslužitelje hlađene zrakom, a istovremeno podići gustoću snage po kvadratnom metru bez građevinskih zahvata na zgradi.

Srce sustava: CDU i kontrola fluktuacije temperatura

Sljedeći, korak je uvođenje izravnog hlađenja na čip (DLC - Direct-to-Chip / Cold Plate hlađenje). Kako bi ovaj sustav funkcionirao unutar dvorane koja i dalje djelomično koristi zrak, ključno je uvođenje CDU jedinice (Cooling Distribution Unit - jedinice za raspodjelu hlađenja).

CDU djeluje kao inteligentni izolator i separator između dvije potpuno različite hidrauličke petlje:

1. Primarna petlja zgrade (Facility Water System - FWS): Voda koja dolazi iz vanjskih hladnjaka ili tornjeva, često podložna fluktuacijama u čistoći i temperaturi.

2. Sekundarna tehnološka petlja (Technology Cooling System - TCS): Strogo kontrolirani krug čiste, demineralizirane vode koja protječe izravno kroz mikro-kanale bakrenih blokova položenih na same AI procesore.

Važni detalji: 

Zaštita od korozije i curenja

Uvođenje vode izravno u poslužiteljski ormar među elektroniku visoke vrijednosti kod svakog inženjera opravdano izaziva oprez. Zbog toga hibridni inženjering postavlja rigorozne zahtjeve pred kvalitetu materijala

Sprječavanje galvanske korozije

Sekundarna mreža cjevovoda (Secondary Fluid Network) mora biti izvedena isključivo od nehrđajućeg čelika ili specifičnih polimera, potpuno izolirana od bakrenih dijelova tzv. blokova s hladnim pločama (Cold-plate), kako bi se spriječila degradacija materijala pod utjecajem električnih potencijala.

Spojnice bez kapanja (Dry-disconnect couplings)

Priključci kojima se poslužitelji spajaju na vertikalne razdjelnike vode (manifolde) unutar ormara koriste napredne automatske ventile. Oni jamče nulto kapanje tekućine prilikom iskapčanja ili servisiranja pojedinačnih poslužiteljskih "ladica" (bladeova) pod tlakom.

Ekološki imperativ

Hibridna transformacija nije motivirana samo gustoćom računanja, već i strogom zakonskom regulativom. Nadolazeća EU F-GAS regulativa koja stupa na snagu 2027. godine nameće drastične restrikcije na upotrebu tradicionalnih fluorougljikovodika (HFC - hydrofluorocarbons) rashladnih medija s visokim potencijalom globalnog zatopljenja (GWP - Global Warming Potential).

Analitički zaključci i pretpostavke o tranziciji

Zaključak na temelju analize: Strategija hibridnog hlađenja nudi operaterima najsigurniji put za implementaciju AI hardvera. Postupnim uvođenjem CDU jedinica i RDHx stražnjih vrata, infrastruktura se priprema za budućnost. Isti ti CDU sustavi koji danas napajaju hibridna stražnja vrata, sutra se bez korjenitih izmjena na razini primarne zgrade mogu preusmjeriti na napajanje čistih Direct-to-Chip ili Immersion sustava.

Pretpostavka o razvoju tržišta: može se pretpostaviti da će se u idućih pet godina profilirati jasan dualni standard u arhitekturi poslužiteljskih dvorana. Podatkovni centri neće biti isključivo "zračni" ili isključivo "tekućinski". Umjesto toga, standard će postati modularne, fleksibilne dvorane s univerzalnim energetskim i hidrauličkim čvorištima, unutar kojih će operater u istom redu moći postaviti tradicionalni ormar od 10 kW hlađen zrakom odmah pokraj AI ormara od 100 kW spojenog na vodenu petlju.

Pretpostavka u kontekstu projekta Pantheon AI (Topusko): ukoliko će se tamošnja infrastruktura u prvoj fazi oslanjati upravo na ovakve napredne hibridne sustave tekućinskog hlađenja; sustava poput direktnog hlađenja na čip (DLC) ili hibridnih stražnjih vrata (RDHx), a obzirom da se radi o zatvorenim sustavima, za očekivati je da neće biti značajne potrošnje vode jednom kada se sustav napuni, te će nekoliko bušotina hladne vode biti sasvim dovoljno za primarno punjenje sustava (pretpostavka je oko 3800 m kubičnih)

Uzimajući u obzir specifičnosti lokacije koja prirodno obiluje vlastitim geotermalnim izvorima, sekundarno iskorištavanje otpadne topline temperature 40 °C – 45 °C gubi tržišnu i energetsku opravdanost u lokalnoj zajednici.

Izvor informacija za analizu:

• DCD & Vertiv (E-knjiga): [Cooling transformation – Examining the future of data center cooling]

• Data Centre Magazine (Marcus Law): [Vertiv: How Data Centres Can Cool Next-Gen AI Workloads]

---

Odricanje od odgovornosti (Disclaimer) i izjava o nepovezanosti: Sadržaj objavljen na domeni pantheon.eco neovisan je i služi isključivo u informativne i edukativne svrhe. Ovaj portal, njegov vlasnik i domena ni na koji način NISU povezani, sponzorirani, ovlašteni niti pravno povezani sa sličnim platformama, niti bilo kojom drugom tvrtkom, komercijalnim podatkovnim centrom ili registriranim žigom (trademarkom) koji koristi naziv "Pantheon". Naziv "Pantheon" na ovoj domeni koristi se isključivo u svom izvornom, generičkom i opisnom značenju.

Izneseni zaključci i kombinacije podataka predstavljaju autorska promišljanja i pretpostavke utemeljene na javno dostupnim informacijama te se ne mogu smatrati službenim savjetima. Autor ne preuzima odgovornost za postupke trećih strana proizašle iz tumačenja sadržaja na ovom portalu.

Autorska prava i vizualni identitet: Cjelokupan sadržaj na ovom portalu, uključujući tekstove, analize te vizualni identitet (logotip) Pantheon Eco, vlasništvo je ovog bloga. Prenošenje, preuzimanje ili korištenje tekstova, njihovih dijelova ili vizualnih elemenata dopušteno je isključivo uz prethodnu suglasnost autora, uz obavezno navođenje izvora i aktivnu poveznicu (link) na izvorni članak.