英伟达Rubin架构AI服务器采用全封闭液冷设计,冷却液进出温度分别高达45℃与55℃,远超传统热水浴缸温度。该方案通过温差实现高效散热,彻底取消服务器风扇,每年每兆瓦可节水约260万加仑,50兆瓦数据中心年省超400万美元。此举虽为应对超高功率密度芯片的散热刚需,却意外实现零水耗与大幅节能,为绿色AI算力基础设施提供新范式。
英伟达冷却数据中心硬件的最新妙招竟是……热水?“高温液冷”温度比热水浴缸还高,但效果出奇地好 | TechRadar
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英伟达Rubin架构AI服务器采用全封闭液冷设计,冷却液进出温度分别高达45℃与55℃,远超传统热水浴缸温度。该方案通过温差实现高效散热,彻底取消服务器风扇,每年每兆瓦可节水约260万加仑,50兆瓦数据中心年省超400万美元。此举虽为应对超高功率密度芯片的散热刚需,却意外实现零水耗与大幅节能,为绿色AI算力基础设施提供新范式。
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英伟达(Nvidia)Rubin 架构 AI 服务器运行的冷却液在进入闭环时温度通常高达 45°C,流出时约为 55°C,甚至比热水浴缸还要热,且不会带来任何性能损失。 此处利用的原理是温度梯度:服务器芯片的运行温度仍高于冷却液,从而实现无缝的热量传递。 该方法使英伟达每年每兆瓦可节省约 260 万加仑的水,近乎实现零水耗,并可为一个 50 兆瓦的数据中心每年节省超过 400 万美元的成本。 英伟达的 Rubin 架构在多个方面均属首创,但最引人注目的可能是其实现了 100% 液冷,将其作为平台级的核心设计特性,覆盖每一颗芯片和网络组件的闭环系统。
英伟达的参考设计旨在通过实施闭环回路,使 AI 工厂在实际运行中 99% 的时间不依赖蒸发式水冷,从而有效实现零水耗。该方案更进一步,通过采用液冷技术,使进入系统的冷却液温度高达 45°C,流出时约为 55°C,有望将工业冷水机组完全排除在系统之外。
工业级数据中心的数据运算博弈 英伟达的方案在热设计或实施方面并非首创;IBM 早在 16 年前就已领先一步,在苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)使用 60°C 的冷却液为其原型超级计算机散热。其核心理念相同:大幅降低碳足迹、显著减少功耗,以及一次注液后长期免维护的闭环系统。
英伟达带来的突破在于规模——其基于 Vera Rubin 的 DSX 设计将该方案扩展至整个设施,而非单一机器。“用于 AI 工厂的英伟达 DSX 参考设计实现了零水耗——我们消除了大量的电力消耗和几乎所有的水资源使用,”英伟达数据中心冷却与基础设施总监 Ali Heydari 表示。
冷却液采用 3:1 的水与丙二醇混合比例,能够轻松带走运行温度远高于冷却液本身的芯片所产生的热量。节省的不仅是水资源:工业冷水机组的运行温度每提高 1°C,能源成本即可降低约 4%。英伟达估算,采用该设计的 50 兆瓦超大规模数据中心每年可在冷却相关的能源和水资源成本上节省超过 400 万美元。
历史上,冷却成本曾占数据中心总电费的 40%。英伟达的这一方案颇具野心,但应能迅速收回成本——它彻底取消了服务器风扇,同时允许冷水机组仅在必要时运行,且功耗远低于需要更低温冷却液的回路。
必须指出的是,DSX 仅为一项参考设计:一套构建 AI 工厂的最佳实践指南,而非对行业实际建设情况的普查。目前,许多设计仍在消耗大量水资源,即便 AI 数据中心正不断在美国受干旱影响的地区涌现。
英伟达似乎正在为其未来的 AI 数据中心倡导“更绿色”的理念,至少在其自身设计中是如此,但这只是故事的一部分——而被其略去的部分则显得不那么光鲜。英伟达采用热水冷却并非因为它优雅、环保或巧妙,尽管它确实兼具这三者。
英伟达采用该方案的根本原因在于,其加速器的功率密度已高到无法再通过空气流动进行物理散热。一旦全面转向液冷,采用高温运行便是最高效的方式。可持续性方面的收益是真实的,但它是英伟达因打造行业最高功率密度芯片而给自己制造的热力学难题所催生的副产品。热水并非什么妙招,而是必须支付的账单,只是英伟达选择了以最高效的货币来结清它。
