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谷歌計劃交付1MW機架並進行冷卻

AI  ◇  企業

在2025年OCP EMEA高峰會上,Google發布了關於支撐現代資料中心實體基礎設施的關鍵公告。其傳遞的訊息很明確:隨著人工智慧工作負載的擴展,電力、冷卻和機械系統的能力也必須隨之提升。

人工智慧對權力的無限渴望已不再只是理論上的。谷歌預計,到 2030 年,機器學習部署將需要每個 IT 機架超過 500 kW 的電力。這種激增是由對更高機架密度的不斷追求所驅動的,其中每一毫米都擠滿了緊密互連的「xPU」(GPU、TPU、CPU)。為了滿足這些要求,需要對電力分配進行根本性的轉變:更高電壓的直流解決方案,將電源組件和備用電池移到機架外。伴隨這種轉變而來的是新的行業流行語。

供電

谷歌的首次重大公告回顧了十年來資料中心電力傳輸的進展。十年前,Google率先在 IT 機架內採用 48 VDC,與傳統的 12 VDC 標準相比,配電效率大幅提升。業界對此作出了回應,將機架功率從 10 kW 擴大到 100 kW。從 48 伏特直流電 (VDC) 到新的 +/-400 VDC 的轉變使得 IT 機架可以從 100 千瓦擴展到 1 兆瓦。

由 Meta、微軟和 OCP 社群合作進行的Mt. Diablo 專案旨在將電氣和機械介面標準化為 400 VDC。選擇這個電壓並非隨意之舉;它充分利用了為電動車建造的強大供應鏈,從而實現規模經濟、簡化製造流程並提高品質。

+/-400 VDC 電力傳輸:交流轉直流側車電源架

第一個實際的成果是交流到直流的側車電源機架,它將電源組件與 IT 機架分開。這種架構使端到端效率提高了約 3%,並釋放了整個機架用於計算硬體。展望未來,Google及其合作夥伴正在探索整個資料中心的直接高壓直流配電,以實現更高的密度和效率。

熱挑戰

隨著晶片功耗飆升(從 100W 的 CPU 到超過 1,000W 的加速器),熱管理已變得至關重要。業界掀起了一波創新浪潮,但挑戰也顯而易見:更高的晶片密度意味著更高的冷卻需求。

液體冷卻已成為唯一可行的大規模解決方案。水的熱性能無與倫比:它每單位體積攜帶的熱量比空氣高出約 4,000 倍,導熱係數高出 30 倍。谷歌已經部署了千兆瓦規模的液體冷卻系統,在過去七年中支援了超過 2,000 個 TPU Pod,正常運行時間達到了令人印象深刻的 99.999%。液冷伺服器的體積約為風冷伺服器的一半,並用冷板取代了笨重的散熱器。這使得Google的液冷 TPU v3 超級電腦的晶片密度比風冷 TPU v2 世代提高了一倍,規模提高了四倍。

谷歌人工智慧資料中心基礎設施

Deschutes CDU 專案:第四代正在部署,第五代尚在概念階段

從 TPU v3 到 TPU v5,再到現在的Ironwood,Google的冷卻方案不斷發展,最終採用了機架內冷卻液分配單元 (CDU)。這些 CDU 將機架液循環與設施循環隔離,從而提供可控的高性能冷卻環境。谷歌的 CDU 架構 Project Deschutes 採用冗餘泵和熱交換器,自 2020 年以來實現了 99.999% 的可用性。

StorageReview 從一開始就追蹤了液冷技術的發展歷程,並報告了CoolIT、Submer、JetCool和DUG Nomad等創新者。

加速產業採用

今年晚些時候,Google將向 OCP 貢獻Project Deschutes CDU 項目,分享系統細節、規格和最佳實踐,以加速液冷技術的規模化應用。該專案將提供設計方面的指導,以提升冷卻性能、製造品質、可靠性、部署速度和可維護性,並提供最佳運維實踐和生態系統供應鏈發展方面的見解。

人工智慧硬體創新的快速步伐要求資料中心為下一波變革做好準備。在 Mt. Diablo 規範的推動下,產業向 +/-400 VDC 邁進,這是向前邁出的重要一步。谷歌敦促社區採用 Deschutes CDU 項目設計,並利用其在液體冷卻方面的深厚專業知識來滿足未來人工智慧基礎設施的需求。

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哈羅德弗里茨

自 IBM 創建 Selectric 以來,我一直在科技行業工作。 不過,我的背景是寫作。 因此,我決定退出售前業務,回歸本源,從事一些寫作工作,但仍從事技術工作。