誤解：液冷システムではファンは不要にならない
AIインフラストラクチャチームが初めて液冷システム（リアドア式熱交換器（RDHx）、直接液冷（DLC）、浸漬冷却など）を導入する際、ファンは不要になるという認識が一般的です。しかし、実際はもっと複雑です。現在導入されているAIデータセンターの大部分を占めるハイブリッド液冷・空冷アーキテクチャでは、ファンは少なくとも3つの異なるサブシステムにおいて重要なコンポーネントであり続けます。.
このガイドでは、ファンが依然として必要な箇所、各アプリケーションで重要な仕様、そしてNVIDIA DGX、Meta Grand Teton、OCP Open Rack v3、および同様のプラットフォームを実行するAIサーバー環境に適した液冷ファンを選択する方法について説明します。.
AI液体冷却においてファンが依然として必要な場合
1. リアドア熱交換器（RDHx）
RDHxシステムは、サーバーラックの背面に水冷パネルを取り付けます。サーバーからの高温の排気は冷却パネルを通過し、データホールのホットアイルに入る前に、建物の冷水ループに熱を伝達します。RDHxパネル自体が空気の流れに対する抵抗を生み出し、その抵抗値はフィン密度と冷水温度によって異なりますが、通常150～300Paです。.
サーバー単体では、この追加抵抗を克服することはできません。ドアパネルに取り付けられた専用のRDHxファンが静圧を高め、熱交換器マトリックスを通して空気を送り込みます。30～60kWの消費電力を持つAI GPUラックの場合、N+1冗長構成の12～16台のファンアレイが標準で、各ファンは350Pa以上の静圧を実現します。.
2. 冷却液分配装置（CDU）
CDUステーションは、冷却水または誘電性流体を循環させて、サーバーのコールドプレートに供給します。CDU自体には、冷却液と空気の熱交換器が内蔵されており、戻りループから熱を放出してから、施設の冷却水システムに再循環させます。断熱構成の場合は、熱は直接大気に放出されます。CDUキャビネット内のファンが、この内部熱交換器に空気の流れを送ります。.
CDUファンの要件は放熱能力によって異なります。15～30kWのユニットでは通常92mmファンが使用されますが、40～100kWのCDUステーションでは、許容できる騒音レベルで十分な風量を確保するために120mm以上のファンが必要です。.
3. GPU冷却プレート補助冷却
高密度GPUクラスター（NVIDIA H100、H200、B200）は、GPUダイに直接接触するコールドプレートを使用しますが、周囲のコンポーネント（VRM電圧レギュレータ、メモリモジュール、NVLinkブリッジなど）は依然としてシャーシ内の空気空間に熱を放出します。補助ファンは、これらの非液冷コンポーネントの周囲にホットスポットが発生するのを防ぐため、シャーシ内の正圧を維持します。これらのファンは通常、200～300Paの静圧で80～120CFMの風量を必要とします。.
AI液冷ファンの重要仕様
| 応用 | サイズ | 静圧 | 気流 | 電圧 | MTBF |
|---|---|---|---|---|---|
| RDHxアレイ | 92mmまたは120mm | ≥350 Pa | 80～140 CFM | 48V DC | 50,000時間以上 |
| CDUキャビネット | 120mmまたは172mm | ≥300 Pa | 110～350 CFM | 48V DC | 50,000時間以上 |
| GPU補助 | 80mmまたは92mm | ≥250 Pa | 60～100 CFM | 12Vまたは48V DC | 50,000時間以上 |
AIデータセンターにとって48V DCが重要な理由
OCP Open Rack v3では、ラック全体で48V DC電源供給が標準化されています。ネイティブの48V DCファンにより、中間DC-DCコンバータが不要になり、電力変換損失が3～5%削減され、電源アーキテクチャが簡素化され、停電時の運転継続のためにOCP BBU（バッテリーバックアップユニット）モジュールとの互換性が確保されます。.
大規模なAIクラスター（1万個以上のGPU）では、ファン電源コンバーターを排除することで得られる累積的な効率向上は、大幅な電力削減につながり、データセンターのPUE目標への準拠を容易にします。.
鳳恒科技の液体冷却ファン製品ラインナップ
Fengheng Technology (Shenzhen)は、AI液冷アプリケーション向け産業グレード冷却ファンを製造しています。RDHx、CDU、および補助冷却向けの製品ラインナップは以下のとおりです。
- 92×25mm 48V DC — 8,000 RPM、80 CFM、350 Pa — RDHxアレイ、コンパクトCDU
- 120×25mm 48V DC — 5,500 RPM、110 CFM、380 Pa — CDUステーション、OCPオープンラックv3
- 120×38mm 48V DC — 4,500 RPM、140 CFM、420 Pa — 高密度RDHx、大型CDU
- 172×51mm 48V DC — 3,200 RPM、280 CFM、480 Pa — 100 kW以上のCDUステーション
- 172×51mm EC — 0-10V/Modbus制御、350 CFM、520 Pa — ビルディングオートメーション統合型CDU
- 240mmラジエーター — 2,200 RPM、180 CFM、220 Pa — Edge AI液冷ループ
全モデルとも、デュアルボールベアリング構造（MTBF ≥50,000時間）、4ピンPWM速度制御、タコメーター出力、CE/RoHS認証を取得しています。48V DCモデルはOCP Open Rack v3に対応しています。.
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