Питание и охлаждение стойки ИИ: 800 В и тёплая вода
Мегаваттная стойка ломает сразу две привычные схемы: низковольтное питание внутри стойки и холодную воду в контуре охлаждения. NVIDIA предлагает поднять напряжение и греть воду, а инженеры спорят, где эти решения сработают, а где нет.
Серверы искусственного интеллекта потребляют столько, что привычные схемы питания и охлаждения перестают работать. Чтобы запитать новое поколение ИИ-стоек, инженерам приходится повышать напряжение и переходить на жидкостное охлаждение, а от холодильных машин отказываться там, где это возможно.
Медный тупик
Долгие годы стандартом распределения питания внутри стойки были 54 В постоянного тока. Для стоек мощностью в десяток киловатт этого хватало, но аппетиты растут: как только стойка переваливает за 200 кВт, схема на 54 В упирается в физические пределы, пишет NVIDIA.
По расчетам NVIDIA, для питания будущей ИИ-стойки мощностью 1 МВт при напряжении 54 В потребуется отвести до 64 юнитов только под блоки питания, а вес медных токоведущих шин достигнет 200 килограммов. В масштабе гигаваттного ЦОД одни только шины стоек потребуют до 200,000 килограммов меди.
Мощность это напряжение, умноженное на ток: чем выше ток, тем толще нужны провода и тем больше энергии теряется в виде нагрева. По той же логике стандарт USB Power Delivery повышает напряжение, чтобы быстро заряжать ноутбуки по тонкому кабелю, а архитекторы ЦОД предлагают поднять напряжение в дата-центрах.
Высокое напряжение в каждый ряд
Ответ NVIDIA, разрабатываемый вместе с Eaton, Schneider Electric и Vertiv, заключается в переходе на распределение 800 В постоянного тока непосредственно по рядам серверов. Серийное производство таких ЦОД совпадет с rack-scale системами Kyber в 2027 году.
Переход с 415 В переменного тока на 800 В постоянного тока позволяет передать на 85% больше мощности по проводникам того же сечения, а потребность в меди снизить на 45%. Так считает NVIDIA, оговаривая, что это расчетные показатели архитектуры, а не замеры действующих ЦОД.
На пути к высокому напряжению остаются серьезные барьеры: нужны новые стандарты безопасности, защита от электрической дуги и переобучение персонала. NVIDIA и ее партнеры изучают капитальные и эксплуатационные затраты, а также последствия для безопасности обоих подходов: традиционного трансформаторного и твердотельного трансформаторного.
Спор о чиллерах и теплой воде
Если стойка потребляет мегаватт энергии, она выделяет мегаватт тепла, а воздушное охлаждение на таких мощностях бессильно. Индустрия переходит на прямое жидкостное охлаждение: вода или специальный хладагент подводится прямо к холодной пластине, накрывающей чип.
На январской выставке CES генеральный директор NVIDIA Дженсен Хуанг заявил, что новые системы Vera Rubin смогут работать с водой температурой 45 °C на входе, а ЦОД при этом смогут полностью отказаться от чиллеров. Акции производителей климатического оборудования после этого просели: по данным The Tech Capital, Modine Manufacturing, Johnson Controls и Trane Technologies потеряли более 5% вскоре после презентации.
Инженеры настроены сдержаннее. Глава LiquidStack Джо Кейпс отметил в разборе The Tech Capital, что Blackwell уже работал с водой до 40 °C, а Rubin поднимает планку до 45 °C, так что шаг заметный, но не переворот. Старший вице-президент Compass Эрик Уильямс добавил, что реальные ЦОД обслуживают разную нагрузку, и проектировать объект только под верхний тепловой предел одного вендора нельзя: потребность в чиллерах при развертывании Rubin никуда не денется, изменятся лишь условия их использования.
Итог получается двойным. Высокое напряжение и теплая вода снимают два физических ограничения мегаваттной стойки, но оба решения зависят от того, что находится за пределами стойки: от стандартов и сервиса в случае питания и от климата и состава нагрузки в случае охлаждения. Архитектура каждого ЦОД по-прежнему будет зависеть от его географии.