Während eines Workshops der Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) des US-Energieministeriums (DOE), an dem ich im Dezember 2021 teilnahm, wurden ich und andere Branchenpartner zum Stromverbrauch in Rechenzentren befragt. Bis 2030 werden Rechenzentren voraussichtlich bis zu acht Prozent des weltweiten Stromverbrauchs ausmachen. Die Nachfrage nach High-Performance-Computing ist in den letzten Monaten schnell gewachsen, um die Verbreitung der künstlichen Intelligenz, des maschinellen Lernens und anderer Anwendungen zu unterstützen, für die Echtzeit-Computing und Entscheidungen notwendig sind. Dabei wächst der Stromverbrauch mit.
Schließlich wendete sich das Gespräch in der Werkstatt dem Thema Optimierung der Kühlung von Rechenzentren zu. Heutige Luftkühlungssysteme und sogar bestehende Flüssigkeitskühlungstechnologien werden den Anforderungen von Computerchips an die Kühlung demnächst wahrscheinlich nicht mehr gerecht werden. Vor diesem Hintergrund hat das DOE ihr Auszeichnungsprogramm COOLERCHIPS für Unternehmen entwickelt, die innovative und hocheffiziente Kühltechnologien für Rechenzentren entwickeln. Ziel des Programms ist es, „den gesamten Energieaufwand für die Kühlung auf weniger als 5 Prozent des Stromverbrauchs eines typischen Rechenzentrums für die IT zu senken, und zwar jederzeit und an jedem US-Standort für High-Density-Computing-Systeme.“
Umgang mit den Herausforderungen des Wärmemanagements als Team
NVIDIA hat gemeinsam mit Vertiv und mehreren Branchenführern von Universitäten, Start-ups und anderen Anbietern ein Kühlsystem vorgeschlagen, mit dem sich NVIDIA und seine Partner einen Zuschuss in Höhe von 5 Millionen US-Dollar aus dem COOLERCHIPS-Programm sichern konnten. Das Projekt zur Entwicklung moderner Kühlsysteme wird drei Jahre lang laufen und zielt darauf ab, zukünftige Probleme der Effizienz und Kühlung von Rechenzentren zu lösen, indem zum ersten Mal zwei Flüssigkeitskühlungstechnologien für Rechenzentren in einem einzigen System kombiniert werden.
Die COOLERCHIPS-Anwendung kombiniert zwei verschiedene Ansätze: die direkte Flüssigkeitskühlung und die Immersionskühlung. Laut dem Blog-Beitrag von NVIDIA zu der Ankündigung „werden Chips zunächst mit Plattenkühlern gekühlt, deren Kühlmittel auf der Stirn der hart arbeitenden Prozessoren wie Schweiß verdunstet, um sich dann abzukühlen und wieder als Flüssigkeit zu kondensieren. Zweitens werden ganze Server mit ihren Komponenten mit geringerer Leistung in hermetisch versiegelte Behälter eingefasst und in Kühlmittel eingetaucht. Dabei wird eine Flüssigkeit verwendet, wie sie in Kältemitteln und Autoklimaanlagen üblich ist, aber noch nicht in Rechenzentren verwendet wird.“
Mit diesem Ansatz kann theoretisch ein containerisiertes Rechenzentrum gekühlt werden, das in einer Umgebung mit Temperaturen von bis zu 40°C untergebracht ist — und dabei bis zu 25 Mal mehr Strom verbraucht als heutige Server Racks. Die geplante Anwendung würde auch weniger kosten und bis zu 20 Prozent effizienter laufen als mit herkömmlichen Ansätzen.
Innovation, mit der die Stakeholder zukunftsfähig bleiben
Programme dieser Art zielen nicht nur darauf ab, in unserer Branche wichtige Fortschritte zu erzielen, sie stimmen auch mit der Roadmap von Vertiv für Innovation und die Entwicklung neuer Produkte überein. In früheren Blogbeiträgenhabe ich darüber gesprochen, dass das Innovationsteam von Vertiv daran arbeitet, das Unternehmen bei der Entwicklung von Produkten agiler zu machen, um Branchentrends aufzunehmen und Störungen zu verarbeiten. Dies tun wir, indem wir Produktentwicklungsprozesse formalisieren, Jahre über das vorausschauen, was derzeit verfügbar ist, und analysieren, welche Technologien für zukünftige Anwendungen gebraucht werden. Obwohl diese Technologielösung von NVIDIA und seinen Partnern noch in der Phase der Ideenfindung ist, ist das Projekt COOLERCHIPS ein Beispiel dafür, wie das Innovationsteam von Vertiv diese Prozesse erfolgreich zur Entwicklung von Lösungen zum Umgang mit dramatischen Veränderungen bei Technologie und Infrastruktur verwendet.
Programme wie COOLERCHIPS stärken unsere Forschungs- und Entwicklungsfähigkeiten und bieten die Gelegenheit, hoch innovative Technologien zu verfolgen, die ansonsten nicht finanziert werden könnten, wenn die Partner andere Projekte verfolgen. Wir freuen uns darauf, ähnliche Gelegenheit zu nutzen, die zu unseren Geschäftszielen passen und dazu beitragen, unsere Kunden und Partner auf die Zukunft unserer Branche vorzubereiten.
Wenn Sie Ideen oder Kommentare zum Thema Innovation haben, lassen Sie bitte von sich hören. Ich würde gerne hören, was Ihnen dazu einfällt.
