المفهوم الخاطئ: التبريد السائل لا يلغي الحاجة إلى المراوح

عندما تبدأ فرق البنية التحتية للذكاء الاصطناعي بتطبيق التبريد السائل لأول مرة - سواءً كان ذلك باستخدام مبادلات حرارية خلفية (RDHx) أو التبريد السائل المباشر (DLC) أو التبريد بالغمر - يسود افتراض شائع مفاده أن المراوح تصبح غير ضرورية. لكن الواقع أكثر تعقيدًا. ففي بنى التبريد الهجينة السائلة والهوائية، التي تمثل الغالبية العظمى من مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المنتشرة اليوم، تظل المراوح مكونات أساسية في ثلاثة أنظمة فرعية متميزة على الأقل.

يشرح هذا الدليل أين لا تزال المراوح مطلوبة، وما هي المواصفات المهمة لكل تطبيق، وكيفية اختيار مروحة التبريد السائل المناسبة لبيئات خوادم الذكاء الاصطناعي التي تعمل بنظام NVIDIA DGX و Meta Grand Teton و OCP Open Rack v3 والمنصات المماثلة.

حيث لا تزال المراوح مطلوبة في أنظمة التبريد السائل بالذكاء الاصطناعي

1. مبادلات حرارية للأبواب الخلفية (RDHx)

تُركّب أنظمة RDHx ألواح تبريد مائي على الجزء الخلفي من رفوف الخوادم. يمر هواء العادم الساخن من الخوادم عبر لوحة التبريد، ناقلاً الحرارة إلى دائرة تبريد المياه في المبنى قبل دخوله إلى الممر الساخن في قاعة البيانات. تُولّد لوحة RDHx نفسها مقاومة لتدفق الهواء، تتراوح عادةً بين 150 و300 باسكال، وذلك حسب كثافة الزعانف ودرجة حرارة الماء المبرد.

لا تستطيع الخوادم وحدها التغلب على هذه المقاومة الإضافية. تعمل مراوح RDHx المخصصة، المثبتة في لوحة الباب، على زيادة الضغط الساكن لدفع الهواء عبر مصفوفة المبادل الحراري. بالنسبة لوحدات معالجة الرسومات للذكاء الاصطناعي التي تستهلك طاقة تتراوح بين 30 و60 كيلوواط، تُعدّ مصفوفات المراوح المكونة من 12 إلى 16 وحدة بنظام تكرار N+1 معيارًا أساسيًا، حيث توفر كل مروحة ضغطًا ساكنًا لا يقل عن 350 باسكال.

2. وحدات توزيع سائل التبريد (CDU)

تقوم وحدات توزيع التبريد (CDU) بتدوير الماء المبرد أو السائل العازل لتوزيعه على ألواح التبريد. تحتوي وحدة توزيع التبريد نفسها على مبادل حراري بين سائل التبريد والهواء، حيث يطرد الحرارة من دائرة الإرجاع قبل إعادة تدويرها إلى نظام الماء المبرد للمنشأة، أو في التكوينات الأديباتية، مباشرةً إلى الغلاف الجوي. تعمل المراوح الموجودة داخل خزانة وحدة توزيع التبريد على دفع تدفق الهواء عبر هذا المبادل الحراري الداخلي.

تعتمد متطلبات مروحة وحدة توزيع الحرارة على قدرة طرد الحرارة: تستخدم الوحدات التي تتراوح قدرتها بين 15 و30 كيلوواط عادةً مراوح بحجم 92 مم، بينما تتطلب محطات وحدة توزيع الحرارة التي تتراوح قدرتها بين 40 و100 كيلوواط مراوح بحجم 120 مم أو أكبر للحصول على حجم تدفق هواء كافٍ عند مستويات ضوضاء مقبولة.

3. تبريد إضافي للوحة التبريد الخاصة بوحدة معالجة الرسومات

تستخدم مجموعات وحدات معالجة الرسومات عالية الكثافة (NVIDIA H100، H200، B200) ألواح تبريد تلامس شريحة وحدة معالجة الرسومات مباشرةً، لكن المكونات المحيطة بها - مثل منظمات جهد VRM ووحدات الذاكرة وجسور NVLink - لا تزال تُبدد الحرارة في حيز الهواء داخل الهيكل. تحافظ المراوح الإضافية على ضغط موجب داخل الهيكل لمنع تكوّن بقع ساخنة حول هذه المكونات غير المبردة بالسوائل. تتطلب هذه المراوح عادةً تدفق هواء يتراوح بين 80 و120 قدمًا مكعبًا في الدقيقة عند ضغط ثابت يتراوح بين 200 و300 باسكال.

المواصفات الأساسية لمراوح التبريد السائل بتقنية الذكاء الاصطناعي

طلب	مقاس	الضغط الساكن	تدفق الهواء	الجهد االكهربى	متوسط الوقت بين الأعطال
مصفوفة RDHx	92 مم أو 120 مم	≥350 باسكال	80-140 قدم مكعب في الدقيقة	48 فولت تيار مستمر	≥50,000 ساعة
خزانة وحدة توزيع الطاقة	120 مم أو 172 مم	≥300 باسكال	110–350 قدم مكعب في الدقيقة	48 فولت تيار مستمر	≥50,000 ساعة
وحدة معالجة الرسومات المساعدة	80 مم أو 92 مم	≥250 باسكال	60-100 قدم مكعب في الدقيقة	12 فولت أو 48 فولت تيار مستمر	≥50,000 ساعة

لماذا يُعدّ جهد 48 فولت تيار مستمر مهمًا لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي؟

يُوحّد نظام OCP Open Rack v3 توزيع الطاقة بجهد 48 فولت تيار مستمر في جميع أنحاء الرف. وتُغني مراوح التيار المستمر المدمجة بجهد 48 فولت عن الحاجة إلى محولات التيار المستمر الوسيطة، مما يُقلل من فقد الطاقة بنسبة 3-5%، ويُبسط بنية الطاقة، ويُمكّن من التوافق مع وحدات OCP BBU (وحدة النسخ الاحتياطي للبطارية) لضمان استمرارية العمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

في مجموعات الذكاء الاصطناعي الكبيرة (أكثر من 10000 وحدة معالجة رسومية)، يمثل التحسن التراكمي في الكفاءة الناتج عن التخلص من محولات طاقة المروحة توفيرًا كبيرًا في الطاقة - ويبسط الامتثال لأهداف PUE لمراكز البيانات.

مجموعة مراوح التبريد السائل من شركة فينغينغ للتكنولوجيا

تُصنّع شركة Fengheng Technology (شنتشن) مراوح تبريد صناعية عالية الجودة لتطبيقات التبريد السائل للذكاء الاصطناعي. تشمل منتجاتها مجموعة كاملة من مراوح التبريد لوحدات توزيع الطاقة (RDHx) ووحدات توزيع التبريد (CDU) وأنظمة التبريد المساعدة.

• 92×25 مم 48 فولت تيار مستمر — 8000 دورة في الدقيقة، 80 قدم مكعب في الدقيقة، 350 باسكال — مصفوفات RDHx، وحدة توزيع هواء مدمجة
• 120×25 مم 48 فولت تيار مستمر — 5500 دورة في الدقيقة، 110 قدم مكعب في الدقيقة، 380 باسكال — محطات وحدة توزيع الهواء، OCP Open Rack v3
• 120×38 مم 48 فولت تيار مستمر - 4500 دورة في الدقيقة، 140 قدم مكعب في الدقيقة، 420 باسكال - وحدة توزيع هواء عالية الكثافة، وحدة توزيع هواء كبيرة
• 172×51 مم 48 فولت تيار مستمر - 3200 دورة في الدقيقة، 280 قدم مكعب في الدقيقة، 480 باسكال - محطات توزيع الهواء بقدرة 100 كيلوواط فأكثر
• 172×51 مم EC — تحكم 0-10 فولت/مودبوس، 350 قدم مكعب في الدقيقة، 520 باسكال — وحدة توزيع هواء مدمجة لأتمتة المباني
• مشعاع 240 مم — 2200 دورة في الدقيقة، 180 قدم مكعب في الدقيقة، 220 باسكال — حلقات تبريد سائل للذكاء الاصطناعي الطرفي

تتميز جميع الطرازات ببنية محامل كروية مزدوجة (متوسط الوقت بين الأعطال ≥ 50,000 ساعة)، وتحكم سرعة PWM رباعي الأطراف، ومخرج مقياس سرعة الدوران، وحاصلة على شهادة CE/RoHS. طرازات 48 فولت تيار مستمر متوافقة مع OCP Open Rack v3.

الأدلة الفنية ذات الصلة

• اختيار مروحة RDHx: الضغط الساكن مقابل تدفق الهواء لمبادلات حرارة الباب الخلفي
• مقارنة مراوح تبريد وحدة التحكم المركزية: 92 مم مقابل 120 مم بتقنية PWM
• مراوح تبريد بجهد 48 فولت تيار مستمر لرفوف الحوسبة OCP Open Rack v3 AI
• اختيار مروحة التبريد السائل الإضافية لوحدة معالجة الرسومات: متوسط الوقت بين الأعطال ≥ 50,000 ساعة