Ядерные технологии на службе AI: новый метод охлаждения спасает дата-центры от энергетического кризиса

Стремительное развитие искусственного интеллекта (ИИ) порождает значительные опасения относительно энергопотребления и долгосрочной устойчивости вычислительной инфраструктуры. Новая технология охлаждения, разработанная стартапом Ferveret, может значительно снизить эти показатели.

• Микроскопические пузырьки способны существенно уменьшить потребность в охлаждении объектов ИИ.
• Исследователи адаптировали принципы ядерных реакторов для современной вычислительной инфраструктуры.
• Ferveret заявляет о 15-процентном повышении эффективности по сравнению с существующими жидкостными системами охлаждения.

По оценкам экспертов, к концу текущего десятилетия дата-центры могут потреблять от 9% до 17% всей электроэнергии в США. Приблизительно треть этой энергии в настоящее время расходуется на охлаждение процессоров, которые обеспечивают работу инструментов ИИ и других ресурсоемких задач.

Принципы ядерной физики на службе охлаждения дата-центров

Стартап Ferveret полагает, что технология, адаптированная из исследований в области ядерных реакторов, способна значительно снизить энергопотребление, необходимое для охлаждения современных вычислительных систем. Компания, основанная бывшим постдокторантом Массачусетского технологического института (MIT) Резой Азизяном и профессором MIT Маттео Буччи, разработала подход к охлаждению под названием Адаптивное фазовое охлаждение, или APC.

Вместо использования традиционных вентиляторов, система APC погружает серверы в специальную жидкость, которая отводит тепло эффективнее воздуха. Ключевая особенность метода заключается в образовании микроскопических пузырьков на поверхностях чипов во время работы. По словам основателей, эти пузырьки быстрее отрываются и оперативно конденсируются обратно в жидкости, ускоряя отвод тепла.

Ferveret адаптировала эту концепцию из процесса, известного в ядерной инженерии как докипящее кипение (subcooled boiling), который широко изучался для повышения эффективности теплообмена в реакторах.

Реза Азизян отметил, что традиционное воздушное охлаждение сопровождается шумом, громоздкостью и неэффективностью. Впервые посетив дата-центр в 2017 году, он был удивлен увиденным. Азизян считал, что такой подход к охлаждению объектов неэффективен, подчеркивая, что только воздушное охлаждение может потреблять до 40% от общего энергопотребления дата-центра. По его мнению, это был неэффективный метод, но поскольку он не влиял на производительность, мало кто обращал внимание на то, что технология охлаждения устарела на полвека.

Компания заявляет, что используемая жидкость не содержит пер- и полифторалкильных веществ (ПФАС), которые часто встречаются в некоторых передовых системах охлаждения.

Ferveret также предлагает свою платформу APC в виде компактных модульных блоков, каждый из которых предназначен для одного сервера. По словам Азизяна, физические принципы, лежащие в основе технологии, позволяют создавать устройства ранее недостижимых форм-факторов.

Повышение эффективности снизит нагрузку на растущую инфраструктуру ИИ

Недавно Ferveret сотрудничала с исследователями из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе для оценки производительности своей технологии. По данным компании, подход APC показал 15-процентное повышение эффективности вычислительной мощности по сравнению с ведущими альтернативными системами жидкостного охлаждения.

Ferveret также заявляет, что комбинация APC с её программным обеспечением управления позволяет генерировать на 35% больше токенов (единиц данных для обработки ИИ) при той же подаче электроэнергии. Компания поставляет стойки, оборудование для распределения охлаждения, датчики и программное обеспечение для мониторинга, которое постоянно регулирует рабочие условия.

Маттео Буччи пояснил, что программное обеспечение анализирует данные о температуре и давлении в режиме реального времени для снижения излишнего энергопотребления. По словам Буччи, жидкость является лучшей средой для теплопередачи, чем воздух. Он объясняет это тем, что вода комнатной температуры кажется прохладной при контакте, а кипящая жидкость становится ещё более эффективной в отводе тепла, так как фазовый переход требует значительного количества энергии, которая и забирается от чипа.

Основатели утверждают, что низкое энергопотребление и нулевой расход воды могут сделать новые объекты жизнеспособными в регионах, где электроэнергия и ресурсы для охлаждения ограничены. Это особенно актуально для некоторых регионов Африки, Ближнего Востока и США, где солнечная энергия в изобилии, но доступность воды ограничена.

В настоящее время Ferveret тестирует свою технологию совместно с такими организациями, как CleanSpark, FuriosaAI и Switch, а также участвует в стартап-программе Nvidia Inception.

Твитнуть