Andmekeskuse vedelikjahutussõda: vesijahutusega kruvijahutid asendavad õhkjahutust

Sõda püssirohuta on otsustatud.
2026. aasta mais tegi H3C NAVIGATE tippkohtumisel pommuudise: suure tihedusega, suure tihedusega, täielikult vedelikjahutusega S90000 süsteem, 576 tuuma ja andmekeskuse PUE langes alla 1,05.
Umbes samal ajal avalikustas NVIDIA GTC konverentsil oma trumbi Vera Rubin NVL72, mis on esimene 100% vedelikjahutusega arhitektuur. H100 700 W-lt Rubini 2000 W-ni Vermeeri 500 W-ni tõusis MCU energiatarve hüppeliselt.
Veel paar aastat tagasi olid andmekeskuste esmased jahutuslahendused õhkjahutusega täppiskliimaseadmed ja vesijahutusega kruvijahutid. Need moodustasid tööstuse selgroo, kusjuures PUE on üldiselt vahemikus 1,4–1,65, samas kui COP on peaaegu konstantne vahemikus 3,5–4,5.
Nüüd aga visati nad lavalt maha.
Mitte järkjärguline langus, vaid struktuurne järkjärguline kaotamine.
Vesijahutusega kruvijahutid: kunagi "energiatõhususe kuningas", nüüd "poliitikalõks". Et mõista, kui drastiline muutus on, tuleb esmalt vaadata, kui võimas oli välja vahetatud "kuningas".
Vesijahutusega kruvijahutitel, mille südamikus on kaks kruvikompressorit, on jahutusvõimsus vahemikus 700–1000 kW, tüüpiliste COP-väärtustega 5,8–6,2 ja mõned tippmudelid lähenevad isegi 6,5-le. Need kasutavad kesta ja toruga kondensaatoreid, üleujutatud aurusteid ja elektroonilisi paisuventiile ning on varustatud intelligentse mikroarvuti juhtimissüsteemiga, mis toetab astmetut energiaregulatsiooni, et rahuldada täpselt nõudlust 10% kuni 100% koormusvahemikus.
Süsteemi on aastakümneid kasutatud sellistes tööstusharudes nagu kemikaalid, elektroonika, farmaatsia ja uus energia ning see on kahtlemata "tööstusliku jahutuse kuningas". 500-tonnine vesijahutusega kruvijahuti, mis töötab 8000 tundi aastas, on traditsioonilises andmekeskuses hävimatu.
Kuid siin on probleem: selle lagi on tehisintellekti kiipide põrand.
Kui racki võimsustihedus hüppab traditsiooniliselt 5–10 kW-lt 60 kW-le või isegi 130 kW-le ja kiibi TDP hüppab 700 W-lt 2000 W-le, on vesijahutusega kruvijahuti jahutusvõimsus nagu kasutaks hüdrandi juhtimiseks ämbrit – seda pole aga praktiliselt proovitud.
See puudutab rohkem poliitikat. Riiklik arengu- ja reformikomisjon on pakkunud 2025. aasta PUE-ks kõva eesmärgi, nimelt mitmete uute ja suurte andmekeskuste ehitamist ja renoveerimist aastaks 2025, millest kuni 1,2 on riiklikud sõlmpunktide projektid. Shanghai uued nutikad arvutuskeskused vajavad rohkem kui 50% vedelikjahutusriiulitest ja andmekeskuste andmekeskused vajavad 50%.
Traditsioonilised vesijahutusega kruvijahutid toetavad õhkjahutussüsteeme. Küsimus ei ole selles, et olla "veidi alaväärtuslik", vaid küsimus on "täiesti kvalifitseerimata".
Valetel vesijahutusega kruvijahutitel pole midagi viga. Nad lähevad lihtsalt vooluga kaasa.
Mis on vedelikjahutuse eelised? Kolm sõna: kiire, külm, ökonoomne. Vedelikjahutus ei ole uus tehnoloogia. IBM alustas tööd vedelikjahutusega arvutitega 1960. aastatel ja tuli 1966. aastal välja vedeldielektrilise jahutuse kontseptsiooniga. Kuid alles pärast tehisintellekti arvutusvõimsuse plahvatuslikku kasvu sai vedelikjahutus tõeliselt peavooluks.
Põhjus on lihtne: tehisintellekti kiibid on purustanud õhkjahutusega kruvijahutite ning õhk- ja vesijahutusega kruvijahutite füüsilised piirid.
Teeme soojuse hajumise arvutused. Kui palju külmem on õhk kui vedelik? Vastus: vedelikud on 1000–3000 korda õhust kuumemad. See ei ole "veidi parem" eristus, vaid ühes suhtes hävitav võit.
Kui NVIDIA H200 kiip toodab suurel koormusel üle 30% soojusest ja kui mikroarvutite võimsustarve suureneb 700 W-lt 200 W-le, on traditsioonilise õhkjahutussüsteemi soojuse hajumise piirmäär kergesti ületav nagu paberiseina. Õhkjahutusega kaasneb kohalike levialade oht; temperatuurikõikumised võivad põhjustada häireid treeningmissioonidel, kontrollpunktide tagasipööramist ja võrgu sünkroonimise latentsuse suurenemist. Suure jõudlusega klastrite puhul võib igasugune planeerimata seisakuaeg maksta miljoneid dollareid.
Kuidas vedelikjahutus selle probleemi lahendab? Igal meetodil on oma eelised.
Esimene meetod: külmplaadi vedelikjahutus – tavalahendus ja kiireim viis industrialiseerimiseks.
Kasutades kiibil "jäätükke", voolavad vedelikud läbi mikrokanalite, võttes soojuse otse endaga kaasa. Lahendus nõuab minimaalseid muudatusi olemasolevas serveriarhitektuuris ja seda on lihtne juurutada, mistõttu on see parim valik AI infrastruktuuri juurutamiseks aastatel 2025–2026. Seda lähenemisviisi järgivad nii H3C S90000 kui ka Sugoni C7000-F faasimuutusega külmplaadi vedelikjahutuslahendused.
Külma paneeli vedelik võib saavutada PUE väärtuse alla 1,2, mõned optimeerimisskeemid võivad ulatuda isegi 1,1-ni. Võrreldes tavapärase õhkjahutusega parandab vedelikjahutus soojuse hajumise efektiivsust ligikaudu 50% ja säästab üle 30% raisatud energiast. 10 miljoni kilovatise võimsusega suur ja keskmise suurusega nutikas arvutuskeskus võib säästa elektrikuludelt umbes 30 miljonit dollarit aastas.
Teine meetod: sukeldusvedelikjahutus – parim lahendus soojuse hajumise efektiivsuse maksimeerimiseks.
See hõlmab serveri täielikku uputamist isoleerivasse jahutusvedelikku, kusjuures kiip puutub vedelikuga vahetult kokku. Soojus hajub otse vedeliku aurustumisel või selle erisoojuse suurenemisel. Lahendus on tuhandeid kordi tõhusam kui õhkjahutus, PUE stabiilsus on reguleeritud vahemikus 1,05–1,1, müra alla 50 detsibelli ja võimsustihedus ühiku kohta on suurem kui 100 kilovatti.
Alibaba sukeljahutussüsteem, mida kasutati Zhang Bei andmekeskuses, tegi pärast kaheaastast töötamist imesid: vedelikjahutusega serveri komponentide kumulatiivne rikete määr on 52,9% madalam kui õhkjahutusega serveril. See mitte ainult ei säästa elektrit, vaid vähendab ka hoolduskulusid.
Kuid sukelvedeliku jahutusel on ka kõrged sisenemisbarjäärid – kõrged jahutusvedeliku sisenemiskulud, keerukas töö ja hooldus ning tööstusstandardite puudumine. Seetõttu on lühiajalises perspektiivis esmatähtis külmplaadi jahutamine, samas kui sukeljahutus on lisand.
Turuandmeid ei maksa nuusutada: 20–76,5 miljardi dollari suurune sõda. Numbrid on kõige ausam otsus.
Ülemaailmsed investeeringud vedelikjahutusega andmekeskustesse kasvasid aastatel 2017–2025 pidevalt 26,32 miljardi dollarini. Hiina turg oli aktiivsem, kasvades 16,91 miljardilt jüaanilt 2017. aastal 76,55 miljardi jüaanini 2025. aastal, aastase kasvutempoga 21%.
Aastaks 2026 see arv kiireneb. Aastaks 2026 näeb China Galaxy Securities vedelikjahutuse turu tehisintellektiga nutikate arvutuskeskuste jaoks umbes 20 miljardit jüaani, serverite ja pilvjahutuse vedelikjahutust umbes 8–10 miljardi jüaani, traditsiooniliste tööstuste puhul umbes 2 miljardi jüaani ja Hiina vedelikjahutuse serverite turu väärtuseks üle 30 miljardi jüaani.
Kuidas on lood traditsiooniliste täppiskliimaseadmete turuga? 2024. aastal ületas Hiina andmekeskuste täppiskliimaseadmete turu suurus 5 miljardit jüaani, kasvades aastaga 29%. Kas tundub, et see kasvab? Kuid selle põhjuseks on asjaolu, et olemasolevad turud seda veel seedivad. Pikemas perspektiivis vähendab vedelikjahutustehnoloogia järgmise 5-10 aasta jooksul järk-järgult täppiskliimaseadmete turuosa, mis on pöördumatu trend.
Konkurentsikeskkonnas on Sugon Digital Technology turuosa vedelikjahutuse infrastruktuuri turul 55,7% kuni 61,3%, mis on turgu liider 3-4 aastat järjest. Tehisintellekti tõhusaid algoritme kasutades vähendasid Inviki iPoweri seeria täppiskliimaseadmed reaalses testimises PUE-d 1,8-lt 1,3-le, säästes elektrikuludelt aastas üle 300 000 dollari. Huawei soojusjuhtimise kontroller (TMU kasutab vahelduv- ja alalisvoolu kahetoitelist struktuuri, et saavutada katkestuseta jahutus. Schneider Electricu SmartCool terminali kliimaseadme energiasäästulahendus Saavutage 31 31% aja- ja energiasääst.
Kätel istumise asemel läksid need traditsioonilised osalejad meeleheitlikult üle vedelikjahutusele. Kuid ümberkujunemise tempo ei ole sammu pidanud turguga, mida on haaranud vedelikjahutus.
Kus on vesijahutusega kruvijahutite "viimane lahinguväli"? Kui öeldakse, et vesijahutusega kruvijahutid vahetatakse välja, ei tähenda see, et need homme kaovad.
Madala kuni keskmise tihedusega riiulites -- traditsioonilised andmekeskused, tehased ja ärihooned, mille ühe riiuliga riiulid on alla 10 kW -- vesijahutusega kruvijahutid -- vesijahutusega kruvijahutid jäävad kõige kuluefektiivsemaks valikuks. Need on tehniliselt küpsed, kergesti hooldatavad, madalate algkuludega ja nende COP 5,8–6,2 on nende stsenaariumide jaoks ideaalne.
2025. aasta alguse seisuga on andmekeskuste riiulite koguarv riigis üle 8 miljoni, kusjuures domineerivad keskmise ja madala tihedusega riiulid. Need "vanad nagid" ei asendata üleöö vedelikjahutusega; sel juhul on vesijahutusega kruvijahutite ajapikendusaeg viis kuni kümme aastat.
See ajapikendus ei taga aga ohutust.
Shanghai, Shenzhen, Guizhou ja muud kohad nõuavad selgesõnaliselt, et vedelikjahutusriiulite osakaal uutes andmekeskustes ulatuks üle 50 protsendi, kusjuures PUE on uuendatud alla 1,4. See tähendab, et isegi kui kasutate täna veel vesijahutusega kruvijahuteid, peate homme oma uue projekti jaoks kasutama vedelikjahutust.
Sügavam loogika seisneb selles, et vedelikjahutus tõrjub välja mitte ainult jahuti, vaid kogu jahutusstruktuuri.
Traditsiooniline struktuur on pika ahela, suure kadu ja kõrge PUE-ga "Külma veemasin → jahutusvesi → täppiskliimaseade → külm õhk → kiip". Vedeljahutusstruktuur on "külmplaat/kümblus → vedelik → kiip" lühikese ahelaga, väikese kadu ja madala PUE-ga. Uues struktuuris jahutatakse jahutit maha, kasutades kõrge temperatuuriga jahutusvett ja vedelikjahutuspaneele soojuse otseseks hajutamiseks, jättes täielikult kõrvale traditsioonilised jahutid.
"Vedeljahutus on AI arvutusvõimsuse järgmine trend," ütles Nvidia tegevjuht Jensen Huang otse. "Tulevikus piisab 45 kraadisest soojast veest, et jahutada üle 80 kraadi Celsiuse järgi laastud ilma jahutiteta."
See ei ole soovitus, vaid järeldus.
Ühesõnaga: mitte "parem", vaid "vajalik". 2026. aasta andmekeskuste turul on käimas lakkamatu likvideerimisprotsess.
Vesijahutusega kruvijahuti jõudlus pole kadunud ja selle 6,2 COP-st on saanud õhkjahutusega ajastu lagi. Füüsikaseaduste tõttu ei ole AI-kiibid teostatavad: õhu ja külma vee soojuseraldusvõimest lihtsalt ei piisa AI-kiipide valmistamiseks.
Vedeljahutus ei ole "parem valik", vaid "ainus valik". Kui MCU kasutab aastas rohkem kui 20 miljonit kilovatti, kui poliitika nõuab, et PUE peab olema väiksem kui 1,25, kui 10 MW nutikas arvutuskeskus kasutab aastas rohkem kui 30 miljonit kilovatti, pole teil valikut.
Andmekeskuse jahutustehnoloogiat on arendatud enam kui 60 aastat alates vesijahutusega kruvijahutitest kuni vesijahutusega kruvijahutiteni ja lõpetades vedelikjahutitega. Iga iteratsiooni ajendasid arvutusvõimsuse nõuded.
Kuid seekord ei lükka selle piirini mitte nõudlus, vaid füüsikaseadused ise.
Vesijahutusega kruvijahutite ajastu pole veel lõppenud, kuid kätte on jõudnud selle kuldaeg. Järgmine kümnend kuulub vedelikjahutusse. Seda mitte sellepärast, et vedelikjahutus on keeruline, vaid seetõttu, et õhkjahutusega kruvijahutid ning õhk- ja vesijahutusega kruvijahutid on tõesti jõudnud oma piiridesse.