简介

过去几年，数据中心计算设备机架的功率水平持续上升，其驱动力来自大语言模型及其他 AI 工作负载所需的更先进中央处理器 (CPU) 和图形处理器 (GPU) 架构。因此，热管理的重要性也随之提升。

任何热管理系统的主要任务在概念上都很简单：从不需要热量的区域吸收热量，并将其转移到可以安全散发热量的位置。随着计算设备机架产生更多热量，要使机架内的处理器保持在可接受的温度范围内运行，就需要采用不同的热管理技术来优化性能。本白皮书概述了热管理系统如何随着功率水平上升而演变，并探讨了为应对不远未来的功率水平可能需要的热管理系统。

相关阅读：“数据中心产生的热量比以往任何时候都多。为此，散热能力必须同步提升。”

将机架与家庭中传统的燃木壁炉或燃气壁炉进行比较，是直观了解计算设备机架功率水平及其所产生热量的一种方式。这类壁炉通常在约等于计算设备机架占地面积的范围内，释放出约 10kW 的热量，而这是任何典型空调系统都能轻松处理的负载。但在 50kW 的机架功率水平下，就相当于在同样的占地面积内塞进了 10 个壁炉，而空气冷却已无法在这种热负载下调节室温。一个 1.5MW 的机架相当于在同样空间内放了 150 个壁炉，这确实让人直观地感受到数据中心热管理的挑战。幸运的是，对于相同体积，液冷提供的吸热能力是空气的 3,000 倍。

图 1 展示了冷却挑战升级的速度，将过去、现在和未来的机架功率水平与能够应对它们的架构进行对照，并标出每种架构达到极限的位置。AI 数据中心的机架功率密度已从约 5kW 攀升至 100kW 以上。部分 AI 集群目前每机架已接近 200kW，预计未来几年将高达 1.5MW。这正是冷却架构正从风冷转向液冷以跟上步伐的原因