Một CDU sidecar chứng minh giá trị của nó nhờ kiểu dáng lắp đặt. Nó thải nhiệt vào không khí phòng, và lựa chọn đó quyết định phần lớn các ưu điểm của CDU sidecar trong một dự án cải tạo: thiết bị được đưa vào vận hành nhanh đến đâu, những tòa nhà nào có thể tiếp nhận, và về sau đơn vị vận hành phải bảo trì những gì.
Mọi mục dưới đây đều bắt nguồn từ một điểm: CDU sidecar thải nhiệt mà không cần nước cơ sở, và từng điểm đều có thể đo lường được.
Định nghĩa CDU sidecar: Kiểu dáng và kiến trúc cơ bản
Một CDU sidecar đứng cạnh hàng rack và thải nhiệt vào không khí phòng.
Định nghĩa: Thiết bị đứng cạnh rack
Định nghĩa CDU sidecar là một bộ phân phối chất làm mát được lắp cạnh một hàng rack. Nó thải nhiệt vào không khí phòng thay vì vào vòng nước của cơ sở.
Phía thải nhiệt là yếu tố làm cho định nghĩa CDU sidecar này hữu ích. Thiết bị là loại liquid-to-air, viết tắt là L2A. Chất lỏng thứ cấp ấm quay về từ các cold plate và đi qua một dàn coil tích hợp, tại đó quạt đẩy không khí phòng qua các cánh tản nhiệt. Chất lỏng được làm mát, không khí ấm lên, và không bộ phận nào trên đường đi chạm tới chiller, tháp giải nhiệt hay nguồn nước của tòa nhà.
Vì vậy, thiết bị chiếm diện tích sàn bên cạnh hàng rack thay vì một vị trí trong hàng rack. Hệ thống xử lý không khí của phòng cũng tham gia vào chuỗi làm mát, dù có được định cỡ cho vai trò đó hay không.
Sidecar, in-row, in-rack: Vị trí trong hàng rack
| Kiểu dáng | Vị trí đặt | Tủ được phục vụ | Nhiệt thải tới | Phù hợp điển hình |
|---|---|---|---|---|
| In-rack | Bên trong tủ, thường là một thiết bị 4U | Chính tủ đó | Luồng khí trong tủ hoặc nước cơ sở | Tủ đơn lẻ, khởi đầu quy mô nhỏ |
| In-row | Chiếm một vị trí trong hàng rack | Các tủ liền kề | Vòng nước lạnh của cơ sở (L2L) | Phòng máy mới xây cho mật độ cao |
| Sidecar | Đứng cạnh hàng rack | Các tủ liền kề | Không khí phòng | Phòng máy hiện hữu làm mát bằng không khí và phòng máy hỗn hợp |
Thiết bị in-rack nằm bên trong tủ, trong đó mô-đun lõi 4U của chính Gerchamp là một ví dụ thuộc cấp 150 kW. Sidecar không chiếm hai vị trí trên, mà đứng bên cạnh và dùng phòng làm bể tản nhiệt.
In-row và in-rack đạt mật độ cao hơn trên mỗi thiết bị. Sidecar đổi lại bằng khả năng được triển khai trong nhiều bối cảnh hơn, với chi phí là lưu lượng gió và diện tích sàn.
Một cải tạo air-to-liquid loại bỏ gì và giữ lại gì
Một dự án cải tạo air-to-liquid đi theo hướng sidecar, và vòng lặp phía sau nó là làm mát sidecar liquid-to-air. Thứ được loại bỏ là hạ tầng, không phải nhiệt.
| Được loại bỏ (phía nước) | Vẫn cần có (phía phòng) |
|---|---|
| Vòng nước lạnh của cơ sở và các bơm tuần hoàn của nó | Công suất làm mát hiện hợp lý còn dư trong phòng ở điều kiện thiết kế |
| Tháp giải nhiệt hoặc dry cooler, cùng phần diện tích ngoài trời mà nó chiếm | Phân phối gió để trộn khí xả thay vì để khí đi tắt quay vòng |
| Đường ống chính và các lỗ xuyên sàn mà nó cần | Nhiệt độ chất làm mát thứ cấp được giữ cao hơn điểm sương của phòng |
| Xử lý nước và chống đóng băng cho vòng nước cơ sở | Nguồn cấp ba pha riêng, với công suất phụ trợ được tính vào tải của phòng |
| Nhiều tháng thi công và chạy thử trước khi có công suất làm mát đầu tiên | Khoảng hở bảo trì cho thao tác không cần dụng cụ, cộng với kiểm tra kết cấu cho tải ướt tập trung |
Thải nhiệt vào không khí phòng không làm nhiệt biến mất. Nhiệt rời khỏi thiết bị dưới dạng không khí ấm hơn, hòa trộn vào phòng, và cuối cùng được một thiết bị CRAC hoặc CRAH thu gom, vì vậy hệ thống xử lý không khí của phòng tham gia chuỗi làm mát ngay từ kilowatt đầu tiên.
Ưu điểm CDU sidecar trong phòng máy làm mát bằng không khí
Các ưu điểm của CDU sidecar đều bắt nguồn từ việc thải nhiệt vào không khí phòng thay vì nước cơ sở. Một phòng máy có dư địa xử lý không khí và không có hạ tầng nước lạnh sẽ nhận được đầy đủ lợi ích: không phải xây dựng phía nước, có công suất làm mát đầu tiên trong vài ngày thay vì vài tháng, và bảo trì không bao giờ dừng vòng lặp. Một phòng máy đã có sẵn vòng nước lạnh sẽ nhận được ít lợi ích hơn, vì phần phía nước đó đã được đầu tư.
Nhóm ưu điểm, xếp hạng theo giá trị tiết kiệm
| Ưu điểm | Ý nghĩa tại hiện trường | Tiết kiệm gì |
|---|---|---|
| Không cần nước cơ sở | Nhiệt được thải vào không khí phòng, nên không có vòng nước lạnh | Tháp giải nhiệt hoặc dry cooler, đường ống chính, lỗ xuyên sàn |
| Triển khai trong vài ngày | Đưa vào vị trí, kết nối với cold plate, bắt đầu thải nhiệt | Nhiều tháng thi công và chạy thử |
| Mật độ | 175 kW tại ATD 10 °C trong khung rộng 900 mm | Không gian trắng và diện tích sàn |
| Khả năng bảo trì không dừng máy | Bơm và bộ lọc hot-swap, không cần dụng cụ | Cửa sổ dừng máy có kế hoạch |
| Không khí và chất lỏng song hành | Rack làm mát bằng chất lỏng chạy cùng máy chủ làm mát bằng không khí | Tái xây dựng hệ thống làm mát cho toàn phòng |
| Tăng trưởng mô-đun | Một thiết bị chạy độc lập, hai thiết bị chạy song song | Công suất mua trước nhu cầu |
Bluearth CDU4175 L2A 175kW của Gerchamp là một vỏ tủ 52U rộng 900 mm, với vòng lặp thứ cấp 175 LPM, trọng lượng cụm lắp ráp 485–501 kg, và mức ồn dưới 85 dB.
Dải công suất CDU sidecar: Chọn cấp công suất
Dải công suất CDU sidecar nằm trong một thang rộng hơn từ 150 kW đến 2,7 MW, và dải này đi theo rack.
Các cấp công suất mà CDU sidecar đáp ứng
Trong dải công suất CDU sidecar, yếu tố tách biệt các dải là bể tản nhiệt, không phải con số kilowatt.
| Cấp | Công suất điển hình | Tải điển hình được phục vụ | Điều kiện tiên quyết phía tòa nhà |
|---|---|---|---|
| In-rack | Cấp 150 kW (mô-đun lõi 4U, L2L) | Một tủ hoặc một hàng ngắn | Cần phía nước cơ sở |
| Sidecar | Cấp 175 kW tại ATD 10 °C (L2A) | Một rack AI mật độ cao đầy tải | Không cần: nhiệt đi vào không khí phòng |
| Hall | Cấp 680 / 850 / 2700 kW (L2L) | Toàn bộ phòng máy, in-row hoặc container hóa | Cần phía nước cơ sở |
Chỉ cấp sidecar không cần lắp đặt gì trong tòa nhà. Mọi cấp khác đều đưa nhiệt vào vòng nước của cơ sở và thừa hưởng các yêu cầu đi kèm. Việc lựa chọn bắt đầu từ giới hạn điện của rack và việc phòng máy có nước cơ sở hay không.
CDU4175 L2A 175kW phù hợp với nền tảng NVIDIA
| Nền tảng NVIDIA | Công suất rack (tài liệu NVIDIA) | CDU4175 L2A 175kW ở mức 175 kW (ATD 10 °C) |
|---|---|---|
| GB300 NVL72 | Thiết kế 135 kW, tối đa 142 kW | Một thiết bị |
Làm mát bằng không khí không còn thực tế khi vượt khoảng 50 kW mỗi rack.
Bluearth CDU4175 L2A 175kW của Gerchamp có thể gánh một GB300 NVL72 với phần dự phòng còn lại, và phần dự phòng đó hấp thụ một thông số làm thay đổi công suất khả dụng: nhiệt độ cấp chất làm mát của CDU sidecar. Datasheet định mức thiết bị ở 175 kW tại độ chênh tiếp cận 10 °C và 125 kW tại 5 °C, vì vậy một phòng máy yêu cầu chất làm mát lạnh hơn sẽ đánh đổi công suất để đạt điều đó. Thiết bị vẫn đáp ứng một rack 142 kW, nhưng không đáp ứng rack lớn hơn.
Một rack vượt mức đó cần thiết bị thứ hai đặt bên cạnh, và đó chính là cấu hình song song CDU sidecar cho Vera Rubin NVL72. Các rack thuộc cấp vài trăm kilowatt sẽ rời khỏi cấp này hoàn toàn, vì ở mức công suất đó bể tản nhiệt phải là nước cơ sở.
Datasheet cũng nêu rõ nhiệt độ cấp 45 °C và hồi lên tới 60 °C trên vòng lặp thứ cấp. Mức này cao hơn nhiệt độ bầu khô của phòng và do đó cao hơn điểm sương. Bề mặt cold plate không bao giờ chạm ngưỡng ngưng tụ, vì vậy chế độ hỏng hóc chi phối làm mát bằng chất lỏng dùng nước lạnh không xuất hiện trong kiến trúc này.
Vì sao 175 kW là cấp phù hợp
Dải khả dụng của nó bao phủ rack. Nhiệt độ tiếp cận quyết định công suất, như datasheet thể hiện, nên cấp này bao phủ một dải thay vì một điểm. Dải đó vẫn đáp ứng một rack AI đầy tải khi phòng máy buộc phải dùng nhiệt độ cấp lạnh hơn.
Nó giữ mật độ triển khai CDU sidecar ở mức cao. 175 kW tại độ chênh tiếp cận 10 °C nằm trong khung 52U rộng 900 mm với trọng lượng cụm lắp ráp 485–501 kg. Một rack, một thiết bị, không tăng thêm footprint. Mở rộng hơn nữa sẽ đánh đổi mật độ đó lấy diện tích coil lớn hơn, lưu lượng gió nhiều hơn, và cuối cùng là một phía nước cơ sở.
Bluearth CDU4175 L2A 175kW của Gerchamp chính là cấp này ở dạng sản phẩm: một sidecar 52U được datasheet chỉ định ở 175 kW dưới độ chênh tiếp cận 10 K, tiêu thụ 12,5 kW công suất phụ trợ cho mPUE 1,10, và không cần kết nối nước lạnh. Ở mức định mức đó, một thiết bị gánh một NVIDIA GB300 NVL72 đầy tải, và thiết bị thứ hai được bổ sung bên cạnh khi tải tăng.
Khả năng bảo trì CDU sidecar: Dự phòng và hot swap
Khả năng bảo trì CDU sidecar thường quyết định bài toán vận hành nhiều hơn công suất thô.
Bơm 1+1 và chuyển đổi dự phòng tự động
Mỗi thiết bị có hai bơm theo cấu hình 1+1, chạy luân phiên và tự động chuyển đổi khi xảy ra lỗi. Một bơm suy giảm hiệu năng được bù mà không cần thao tác của người vận hành hoặc gián đoạn làm mát, vì vậy các tác vụ huấn luyện vẫn chạy xuyên suốt sự kiện.
Bảo trì không cần dụng cụ trên vòng lặp đang hoạt động
Bơm và bộ lọc có thể hot-swap, và việc bảo trì không cần dụng cụ, không phải dừng máy. Điều kiện là khoảng hở: đủ không gian để rút bơm hoặc bộ lọc trong khi vòng lặp vẫn đang hoạt động. Vì vậy, khả năng bảo trì CDU sidecar bắt đầu ngay từ giai đoạn bố trí.
Bộ điều khiển cung cấp hai chế độ: lưu lượng không đổi cho huấn luyện ở trạng thái ổn định, áp suất không đổi cho khối lượng công việc biến động. Cả hai đều ghi nhật ký thông số từ xa.
FAQ: Ưu điểm CDU sidecar và lựa chọn công suất
CDU sidecar liquid-to-air có cần nước cơ sở không?
Không. Thiết bị thải nhiệt vào không khí phòng thông qua bộ tản nhiệt tích hợp, vì vậy không có kết nối nước lạnh, tháp giải nhiệt hoặc dry cooler. Hệ thống xử lý không khí của phòng vẫn phải đưa lượng nhiệt đó ra ngoài.
Một rack AI cần cấp công suất nào?
Hãy bắt đầu từ giới hạn điện của rack. Một rack AI mật độ cao đầy tải nằm trong cấp sidecar ở mức 175 kW, trong khi quy mô toàn phòng máy nghĩa là cần thiết bị dùng nước cơ sở.
Vì sao cùng một thiết bị có hai con số công suất khác nhau?
Con số này đi theo nhiệt độ tiếp cận giữa chất làm mát và không khí phòng. Datasheet đưa ra công suất cao hơn ở độ chênh tiếp cận 10 K so với 5 K. Mọi phép so sánh chỉ có ý nghĩa khi độ chênh tiếp cận, nhiệt độ cấp và nhiệt độ môi trường phòng được nêu cùng nhau.
Bài viết gốc: CDU liquid-to-air là gì?