新一代AI数据中心如何散热供电 直流电和冷却液不可少

全球最大 数据中心 设备制造商之一维谛技术（Vertiv）星期二（11月3日）启用新加坡体验中心。

公司总部位于美国俄亥俄州，新加坡是亚太总部，体验中心就设在亚太总部内。中心集中展示面向 人工智能 （AI）和高密度运算数据中心的最新技术，包括供电、液冷、综合基础设施、监控和服务方案。

新一代数据中心的部署、供电和冷却系统，跟之前的有何不同？《联合早报》带你去了解。

图为维谛技术的SmartRun系统模型。传统数据中心须在现场分别安装供电设备、液冷管道和网络线槽，而SmartRun将这些设施预先整合，运抵数据中心后即可整体安装，缩短部署时间。（叶振忠摄）

1）AI算力需求激增 数据中心如何加快建设和部署？

采用预制和模块化方式，可加快数据中心的建设和部署。

维谛技术高级总监兼亚太区AI生态联盟与渠道伙伴沈象良表示，集成式预制基础设施系统（SmartRun）可将数据中心现场安装时间，缩短最多85%。

所谓模块化（modular），就是把原本分散的相关设备和系统，整合在同一个模块中。部分设备和系统可先在工厂预制和整合，再运到现场组装。

图为维谛一体化数据中心基础设施解决方案（OneCore）的缩尺模型，显示数据中心内供电、冷却及相关基础设施的整体布局。（叶振忠摄）

一般而言，数据中心的冷却系统可大致分为风冷和液冷，两者并非总是二选一。

数据中心可以只采用风冷，也可以让液冷与风冷配合。液冷系统内部也可通过两条相互独立的液体回路交换热量。具体采用哪种方式，取决于服务器和数据中心的设计。

随着AI服务器所用图形处理器（GPU）功率提高，单个机柜产生的热量也在增加。沈象良介绍，传统风冷在部分高密度机柜中的散热能力会受到限制，这也使液冷逐渐受到重视。

液冷指的是让冷却液，流经贴在GPU表面的冷板，吸收晶片产生的热量，再把热量带出服务器。

图为维谛技术的风液型冷量分配单元（Liquid-to-Air CDU）利用风扇带动空气，为吸收服务器热量的冷却液降温，再通过泵将降温后的冷却液送回服务器机柜。（叶振忠摄）

图为冷却单元（Liquid-to-Liquid CDU）内部的泵。泵推动冷却液在服务器机柜与冷却系统之间循环；冷却液吸收服务器热量后，会把热量传给另一套冷却水系统，降温后再送回机柜。（叶振忠摄）

吸收热量后的冷却液，会回到冷却液分配单元（CDU），通过热交换器，把热量转移到另一条冷水回路。两种液体各自循环，不会直接混合。降温后的冷却液，再送回机柜。

GPU冷板内的通道很细，杂质可能会堵塞通道，影响冷却液流动和散热。因此，系统须配备过滤装置，清除冷却液中的杂质。系统也会持续监测冷却液的温度、压力、流量和品质，排查漏液等异常情况。

4）AI数据中心为何从传统交流供电转向直流供电？

电网输送到数据中心的通常是交流电（AC），而服务器和晶片需要的则是直流电（DC）。因此，电力进入数据中心后，须先转换成直流电。

随着AI晶片和机柜的功率提高，如果供电电压保持不变，传输所需的电流也会增加。电缆中的铜导体必须做得更粗，不仅占用更多空间，也增加布线和转弯的难度。

一种解决方向是采用800伏直流供电。一方面，提高电压后，传输相同功率所需的电流较低，铜导体可以做得更细；另一方面，采用直流供电也可减少交流电与直流电之间的转换环节和输电损耗。

沈象良说，其他市场已开始推进800伏直流应用，但日本等地对安全和专业维护要求较高，800伏直流供电目前尚未普及，应用仍较为谨慎。

不过，他坦言，高压直流电的安全要求较高。800伏直流电若发生漏电或人员误触，可能造成严重甚至致命的触电，因此安装、组装和维护，须由受过专业训练的人员负责，并尽量减少人员直接接触带电部件。

除了新加坡，维谛技术7月1日在马来西亚柔佛士乃启用东南亚首个制造厂，生产和测试液冷、电源及预制基础设施设备，主要用于新一代数据中心。