サイドカーCDUは、そのフォームファクターによって導入する価値を生み出します。熱を室内空気へ放出し、その選択が改修時におけるサイドカーCDUの利点の大半を左右します。つまり、ユニットをどれだけ速く設置できるか、どの建物が受け入れられるか、導入後に運用者が何を保守するかです。
以下の各項目はすべて、1つの要点に結びつきます。サイドカーCDUは施設側冷却水なしで排熱でき、その効果はいずれも測定可能です。
サイドカーCDUの定義：フォームファクターと基本アーキテクチャ
サイドカーCDUはラック列の横に設置され、熱を室内空気へ放出します。
定義：ラックの横に立つユニット
サイドカーCDUの定義は、ラック列の横に設置される冷却液分配ユニットです。施設側の水ループではなく、室内空気へ熱を放出します。
このサイドカーCDUの定義を有用にしているのは排熱側です。このユニットは液体対空気、略してL2Aです。温まった二次側流体がコールドプレートから戻り、内蔵コイルを通過します。そこでファンがフィンに室内空気を送り込みます。流体は冷え、空気は温まり、その経路のどこにもチラー、冷却塔、建物の給水系は接触しません。
そのため、ユニットはラック列の中ではなく、列の横の床面積を使います。部屋の空調処理も冷却チェーンに加わります。その役割に合わせて容量設計されている場合も、そうでない場合もあります。
サイドカー、インロー、インラック：ラック列での位置
| フォームファクター | 設置場所 | 対応キャビネット | 排熱先 | 一般的な適合先 |
|---|---|---|---|---|
| インラック | キャビネット内、通常は4Uユニット | 自キャビネット | キャビネット気流または施設側冷却水 | 単一キャビネット、小規模な立ち上げ |
| インロー | ラック列の一部を占有 | 隣接キャビネット | 施設側冷水ループ（L2L） | 高密度向けに新設されたホール |
| サイドカー | ラック列の横に設置 | 隣接キャビネット | 室内空気 | 既存の空冷ホールおよび混在ホール |
インラックユニットはキャビネット内に収まり、Gerchamp自社の4Uコアユニットは150 kWクラスの一例です。サイドカーはそのどちらの位置も取らず、部屋をヒートシンクとして列の横に立ちます。
インローとインラックは、ユニットあたりでより高い密度に到達します。一方、サイドカーは適用しやすさを得る代わりに、気流と床面積を必要とします。
空気対液体の改修で取り除くもの、残るもの
空気対液体の改修ではサイドカー方式を採用し、その背後のループは液体対空気のサイドカー冷却です。取り除かれるのはインフラであり、熱ではありません。
| 不要になるもの（水側） | なお必要なもの（室内側） |
|---|---|
| 施設側冷水ループとその循環ポンプ | 設計条件下でのホール内の残存顕熱冷却能力 |
| 冷却塔またはドライクーラー、およびそれが占有する屋外スペース | 排気をショートサーキットさせずに混合させる空気分配 |
| 一次側配管と、それに必要な床貫通部 | 二次側冷却液温度を室内露点より高く維持すること |
| 施設ループ向けの水処理と凍結防止 | 専用三相電源、およびホール負荷に算入される補機消費電力 |
| 最初の冷却までに必要な数か月の工事とコミッショニング | 工具不要の作業に必要な保守クリアランス、および集中した湿潤荷重に対する構造確認 |
室内空気へ排熱しても、熱が消えるわけではありません。熱はより温かい空気としてユニットから出てホール内で混ざり、最終的にCRACまたはCRAHユニットに回収されます。そのため、部屋の空調処理は最初の1キロワットから冷却チェーンに加わります。
空冷ホールにおけるサイドカーCDUの利点
サイドカーCDUの利点はすべて、施設側冷却水ではなく室内空気へ排熱することに由来します。空調処理に余力があり、冷水インフラのないホールでは、水側を構築する必要がなく、数か月ではなく数日で初期冷却を開始でき、ループを止めずに保守できるという利点をすべて得られます。すでに冷水ループを備えたホールでは、その水側はすでに投資済みであるため、得られる利点は少なくなります。
節約効果で見た利点の順位
| 利点 | 現場での意味 | 削減できるもの |
|---|---|---|
| 施設側冷却水が不要 | 熱を室内空気へ放出するため、冷水ループが不要 | 冷却塔またはドライクーラー、一次側配管、床貫通部 |
| 数日で導入 | 搬入し、コールドプレートに接続し、排熱を開始 | 数か月の工事とコミッショニング |
| 密度 | 幅900 mmのフレーム内でATD 10 °C時に175 kW | ホワイトスペースと床面積 |
| ダウンタイムなしの保守性 | ホットスワップ対応ポンプとフィルター、工具不要 | 計画停止時間 |
| 空冷と液冷の併用 | 液冷ラックを空冷サーバーと並行して運用 | ホール全体の冷却改修 |
| モジュール式拡張 | 1台で単独運転、2台で並列運転 | 需要に先行して購入する容量 |
GerchampのBluearth CDU4175 L2A 175kWは、幅900 mmの52U筐体で、二次側ループは175 LPM、組立重量は485～501 kg、騒音値は85 dB未満です。
サイドカーCDUの出力範囲：容量階層の選び方
サイドカーCDUの出力範囲は、150 kWから2.7 MWまで広がるより大きな階段の中に位置し、その帯域はラックに合わせて決まります。
サイドカーCDUがカバーする容量階層
サイドカーCDUの出力範囲内で帯域を分けるのは、キロワット値ではなくヒートシンクです。
| 階層 | 一般的な容量 | 一般的な対応負荷 | 建物側の前提条件 |
|---|---|---|---|
| インラック | 150 kWクラス（4Uコアユニット、L2L） | 1台のキャビネットまたは短い列 | 施設側冷却水が必要 |
| サイドカー | ATD 10 °C時に175 kWクラス（L2A） | 高密度AIラック1台をフル搭載 | 不要：熱は室内空気へ放出 |
| ホール | 680 / 850 / 2700 kWクラス（L2L） | ホール全体、インローまたはコンテナ型 | 施設側冷却水が必要 |
建物内に何も設置せずに済むのは、サイドカー階層だけです。他のすべての階層は熱を施設側水ループへ送り、その付随条件を引き継ぎます。選定は、ラックの電力上限と、ホールに施設側冷却水があるかどうかから始まります。
NVIDIAプラットフォームに対するCDU4175 L2A 175kWの適合性
| NVIDIAプラットフォーム | ラック電力（NVIDIA資料） | 175 kW（ATD 10 °C）時のCDU4175 L2A 175kW |
|---|---|---|
| GB300 NVL72 | 設計値135 kW、最大142 kW | 1台 |
ラックあたりおよそ50 kWを超えると、空冷は現実的ではなくなります。
GerchampのBluearth CDU4175 L2A 175kWは、余裕を残して1台のGB300 NVL72を担えます。その余裕は、利用可能容量を変動させる唯一の仕様であるサイドカーCDUの冷却液供給温度を吸収します。データシートでは、アプローチ10 °Cで175 kW、5 °Cで125 kWと定格されています。そのため、より低温の冷却液を要求するホールでは、容量と引き換えになります。それでも142 kWのラックはカバーできますが、それより大きなラックはカバーできません。
それを超えるラックには、横に2台目のユニットが必要です。これがVera Rubin NVL72向けサイドカーCDU並列構成です。数百キロワット級のラックは、この階層から完全に外れます。その出力では、ヒートシンクを施設側冷却水にする必要があるためです。
データシートでは、二次側ループについて供給45 °C、戻り最大60 °Cも規定されています。これは室内乾球温度を上回り、したがって露点も上回ります。コールドプレート表面が結露しきい値に達することはないため、冷水式液冷で支配的となる故障モードは、このアーキテクチャには存在しません。
175 kWが適合する階層である理由
使用可能範囲がラックを挟み込むためです。 データシートが示すとおり、アプローチ温度が容量を決定します。そのため、この階層は1点ではなく帯域をカバーします。ホールがより低温の供給を要求する場合でも、その帯域はフル搭載のAIラックをなおカバーします。
サイドカーCDUの導入密度を高く保てます。 アプローチ10 °C時の175 kWは、幅900 mm、52Uのフレーム、組立重量485～501 kgの中に収まります。ラック1台にユニット1台、追加フットプリントなしです。さらに拡張すると、その密度をより大きなコイル面、より多い風量、そして最終的には施設側冷却水と引き換えることになります。
GerchampのBluearth CDU4175 L2A 175kWは、この階層を製品化したものです。データシートで10 Kアプローチ時に175 kWと規定される52Uサイドカーで、補機消費電力は12.5 kW、mPUEは1.10、冷水接続は不要です。この定格では、1台でフル搭載のNVIDIA GB300 NVL72を担い、負荷の増加に応じて2台目を横に追加します。
サイドカーCDUの保守性：冗長性とホットスワップ
サイドカーCDUの保守性は、多くの場合、生の容量よりも運用上の判断を左右します。
1+1ポンプと自動フェイルオーバー
各ユニットは1+1構成で2台のポンプを搭載し、循環運転しながら、故障時には自動で切り替わります。性能低下したポンプは運用者の操作や冷却中断なしにカバーされるため、トレーニングジョブはその事象をまたいで継続します。
稼働中ループでの工具不要メンテナンス
ポンプとフィルターはホットスワップ可能で、停止なしに工具不要で保守できます。条件はクリアランスです。ループを稼働させたままポンプやフィルターを引き抜くための十分な空間が必要です。そのため、サイドカーCDUの保守性はレイアウト段階から始まります。
コントローラーは2つのモードを備えます。定常状態のトレーニング向けの定流量モードと、変動するワークロード向けの定圧モードです。どちらもパラメータをリモートで記録します。
FAQ：サイドカーCDUの利点と容量選定
液体対空気のサイドカーCDUに施設側冷却水は必要ですか？
いいえ。内蔵ラジエーターを通じて熱を室内空気へ放出するため、冷水接続、冷却塔、ドライクーラーは不要です。ただし、部屋の空調処理はその熱をなお運び去る必要があります。
AIラックにはどの容量階層が必要ですか？
ラックの電力上限から始めます。フル構成の高密度AIラックは175 kWクラスのサイドカー階層に収まり、ホール規模になると施設側冷却水ユニットが必要になります。
同じユニットに2つの異なる容量値があるのはなぜですか？
その値は、冷却液と室内空気の間のアプローチ温度に連動します。データシートでは、5 Kアプローチよりも10 Kアプローチで高い容量が示されています。比較に意味を持たせるには、アプローチ、供給温度、室内周囲温度を合わせて明示する必要があります。
親記事：液体対空気CDUとは？