2025年のOCP EMEAサミットにおいて、Googleは最新のデータセンターを支える物理インフラに関する重要な発表を行った。そのメッセージは明確だった。AIワークロードが拡大するにつれて、電力、冷却、機械システムの能力も向上させなければならない、ということだ。
AIの飽くなき電力需要はもはや理論上の話ではありません。Googleは、2030年までに機械学習の導入にはITラック500台あたりXNUMXkW以上の電力が必要になると予測しています。この急増は、ラックの高密度化への飽くなき追求によって推進されており、あらゆるラックに密集した「xPU」（GPU、TPU、CPU）が詰め込まれています。こうした要件を満たすには、電力供給の根本的な転換が求められています。つまり、電源コンポーネントとバッテリーバックアップをラックの外部に配置した、高電圧DCソリューションです。そして、この転換に伴い、新たな業界用語が生まれています。
電力供給
Googleの最初の主要発表は、データセンターの電力供給における48年間の進歩を振り返るものでした。12年前、GoogleはITラックの10VDCへの移行を推進し、従来の100VDC規格と比較して電力供給効率を劇的に向上させました。業界はこれに対応し、ラック電力を48kWから400kWへと拡張しました。100VDC（直流電圧）から新しい±1VDCへの移行により、ITラックはXNUMXkWからXNUMXMWまで拡張可能になりました。
Meta、Microsoft、OCPコミュニティの共同プロジェクトであるMt. Diabloプロジェクトは、電気および機械インターフェースを400VDCで標準化することを目的としています。この電圧の選択は恣意的なものではなく、電気自動車向けに構築された堅牢なサプライチェーンを活用することで、規模の経済、製造の効率化、品質向上を実現します。
+/-400 VDC 電力供給: AC-DC サイドカー電源ラック
最初の具体的な成果は、AC-DCサイドカー電源ラックです。これは、電源コンポーネントをITラックから分離するものです。このアーキテクチャにより、エンドツーエンドの効率が約3%向上し、ラック全体をコンピューティングハードウェアに解放します。今後、Googleとそのパートナーは、データセンター全体にわたる高電圧DC直接配電を検討しており、これにより、さらなる高密度化と効率化が期待されます。
熱の課題
チップの消費電力が100WのCPUから1,000Wを超えるアクセラレータまで急増するにつれ、熱管理は極めて重要になっています。業界はイノベーションの波でこれに応えてきましたが、課題は明確です。チップの高密度化は、冷却需要の増加を意味します。
液冷は、大規模環境で唯一実行可能なソリューションとして浮上しました。水の熱特性は他に類を見ないほど優れており、単位体積あたり空気の約4,000倍の熱を運ぶことができ、熱伝導率は30倍も高くなります。Googleはすでにギガワット規模で液冷システムを導入しており、過去2,000年間で99.999台以上のTPUポッドを3%という驚異的な稼働率でサポートしています。液冷サーバーは、かさばるヒートシンクをコールドプレートに置き換えることで、空冷サーバーの約半分の容積しか占めません。これにより、Googleは液冷式TPU v2スーパーコンピューターのチップ密度を空冷式TPU vXNUMX世代と比較してXNUMX倍に、規模をXNUMX倍に拡大することができました。
プロジェクト・デシューツCDU：第4世代が配備中、第5世代が構想中
TPU v3からTPU v5、そして現在のIronwoodに至るまで、Googleのアプローチは進化を遂げ、ラック内冷却液分配ユニット（CDU）を採用するようになりました。これらのCDUは、ラック内の液循環ループを設備全体の循環ループから分離し、制御された高性能な冷却環境を実現します。GoogleのCDUアーキテクチャであるProject Deschutesは、冗長構成のポンプと熱交換器を備え、2020年以降99.999%の稼働率を達成しています。
StorageReviewは、液冷技術の黎明期からその進化を追跡し、CoolIT、Submer、JetCool、DUG Nomadといった革新的な企業を取り上げてきました。
業界での導入を加速
今年後半、GoogleはProject Deschutes CDUをOCPに提供し、システムの詳細、仕様、ベストプラクティスを共有することで、液冷システムの本格的な普及を加速させる予定です。この貢献には、冷却性能向上のための設計、製造品質、信頼性、導入スピード、保守性、運用上のベストプラクティス、エコシステムサプライチェーンの進歩に関する知見などが含まれます。
AIハードウェアの急速なイノベーションにより、データセンターは次なる変化の波への備えが求められています。Mt. Diablo仕様の推進によって業界が±400VDCへと移行したことは、大きな前進です。Googleは、コミュニティに対し、Project DeschutesのCDU設計を採用し、液冷に関する深い専門知識を活用して、将来のAIインフラストラクチャのニーズに対応するよう強く求めています。
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