- ابتکار ARPA-E COOLERCHIPS هدفش کاهش انرژی خنک‌کنندگی مراکز داده به ۵٪ از بار IT است که صرفه‌جویی‌های قابل توجهی در انرژی را نشان می‌دهد.
- نمونه‌های اولیه توسعه‌یافته در ۱۵ ماه عملکرد قابل توجهی را نشان دادند و انرژی خنک‌کنندگی را تا ۹۰٪ کاهش دادند، حتی در شرایط شدید.
- استارتاپ‌های جدیدی مانند Novolinc، ThermalPixels و Chipadd ظهور کرده‌اند، به همراه خریدهای استراتژیک مانند خرید Jetcool توسط Flex که نوآوری را به جلو می‌برد.
- کنسرسیوم‌هایی مانند Omnicool که شامل NVIDIA و Vertiv می‌شود، با سیستم‌های خنک‌کنندگی دو فازی نوآورانه رهبری می‌کنند.
- این ابتکار روش‌های مختلف خنک‌کنندگی را ترویج می‌دهد و وعده افزایش قابلیت اطمینان سیستم و قرار دادن ایالات متحده به عنوان رهبری در زیرساخت مراکز داده را می‌دهد.
- محاسبات AI آینده ممکن است مدل‌های الکتروشیمیایی و سیستم‌های DC-powered را برای استفاده بهینه از انرژی ادغام کند.
- مفاهیم پایدار شامل استفاده از گرمای زائد برای استخراج کربن و آب است که ممکن است مراکز داده را کربن منفی و آب مثبت کند.
- مجموعه‌ای از منابع انرژی، از جمله انرژی خورشیدی، بادی و میکرو راکتورهای هسته‌ای، نیازهای انرژی AI و مراکز داده را پشتیبانی خواهد کرد.
یک چشم‌انداز بلندپروازانه تحت حمایت ابتکار ARPA-E COOLERCHIPS وزارت انرژی ایالات متحده در حال شکل‌گیری است، پروژه‌ای که هدفش تحول در چشم‌انداز انرژی مراکز داده است. در قلب این انقلاب، فناوری‌های خنک‌کنندگی نوآورانه‌ای قرار دارند که طراحی شده‌اند تا هزینه‌های انرژی خنک‌کنندگی را به تنها ۵٪ از بار IT یک مرکز داده معمولی کاهش دهند.
نمونه‌های اولیه انقلابی را به وجود می‌آورند
به طرز قابل توجهی، تنها در ۱۵ ماه، تیم‌های COOLERCHIPS نمونه‌های اولیه‌ای را طراحی کرده‌اند که بر روی سرورهای واقعی آزمایش شده‌اند. این مدل‌ها عملکردهای درخشانی را نشان می‌دهند، به ویژه در شرایط شدید مانند گرمای سوزان بیابان فینیکس، آریزونا. در آنجا، نمونه‌ها رک‌هایی با قدرت بیش از ۱۲۰ کیلووات را راه‌اندازی می‌کنند و مورد قوی برای کاهش انرژی خنک‌کنندگی تا ۹۰٪ نسبت به روش‌های فعلی ارائه می‌دهند. این جهش عظیم به این معنی است که اکنون ۹۵٪ از انرژی برای قدرت پردازش و محاسبات حفظ می‌شود.
استارتاپ‌های پیشگام و خریدهای استراتژیک
این ابتکار نه تنها فناوری‌های جدیدی را به وجود آورده بلکه استارتاپ‌های جدیدی نیز به وجود آورده است. Novolinc، ThermalPixels و Chipadd از این برنامه ظهور کرده‌اند و هر یک مرزهای ممکن را با راه‌حل‌های خنک‌کنندگی نوآورانه گسترش می‌دهند. خرید Jetcool توسط Flex نشان‌دهنده قابلیت تجاری این برنامه است، در حالی که سایر تیم‌ها تأمین مالی قابل توجهی را تأمین می‌کنند و صنعت را با انرژی بی‌پایان به جلو می‌رانند. نمایش‌های قابل توجهی توسط کنسرسیوم‌هایی مانند Omnicool، که شامل غول‌های صنعتی NVIDIA و Vertiv است، جایگاه آن‌ها را به عنوان بازیگران کلیدی تثبیت کرده و یک سیستم خنک‌کنندگی دو فازی برنده جایزه را به نمایش می‌گذارند.
ترویج نوآوری و رهبری
تنوع راه‌حل‌های به وجود آمده از COOLERCHIPS—شامل خنک‌کنندگی تک‌فاز، دو فاز، غوطه‌وری و خنک‌کنندگی مستقیم به چیپ—بیش از صرفاً دستاوردهای فناوری است. آن‌ها نشان‌دهنده یک تغییر در قابلیت اطمینان سیستم، مهندسی طراحی و اقتصاد هستند و ایالات متحده را به عنوان رهبری در زیرساخت مراکز داده قرار می‌دهند. این اکوسیستم دوباره تصور شده نشان می‌دهد که چیپ‌ها تنها ۱٪ از چشم‌انداز هستند و فرصت واقعی در سخت‌افزار پشتیبانی است که نیاز به نوآوری دارد.
چشم‌اندازی برای آینده
مسیر پیش رو در محاسبات AI چالش‌های دشواری را ارائه می‌دهد. سیستم‌های پیچیده سنتی اکنون ممکن است به سمت یک مدل الکتروشیمیایی تمایل پیدا کنند و یک راه‌حل قوی و DC-powered ایجاد کنند که به‌طور نزدیک با چیپ ادغام شده است و احتمالاً قدرت بی‌پایانی را بدون وابستگی به ترانسفورماتورهای سنتی ارائه می‌دهد.
استفاده از گرمای زائد برای فردایی پایدار
مفهوم قابل توجه دیگری که در اجلاس نوآوری انرژی ARPA-E بررسی شده، پتانسیل مراکز داده کربن منفی و آب مثبت است. با افزایش کارآمد دماهای گرمای زائد، مراکز داده می‌توانند، به‌طور نظری، آن انرژی را برای استخراج کربن و آب از جو بازیافت کنند. چنین تحولی می‌تواند باعث شود که مراکز داده به کاهش کربن کمک کنند به جای انتشار آن.
پالت انرژی متنوع
به جلو نگاه می‌کنیم، تأمین انرژی AI و مراکز داده احتمالاً از منوی متنوعی از منابع انرژی—از انرژی خورشیدی و بادی تا میکرو راکتورهای هسته‌ای پیشرفته و ژنراتورهای سنتی—استفاده خواهد کرد و هزینه و در دسترس بودن را در مکان‌های مختلف بهینه می‌کند.
نکته کلیدی
COOLERCHIPS بیش از یک پروژه نوآوری است؛ این یک جهش جسورانه به سمت استفاده پایدار از انرژی در زیرساخت‌های محاسباتی است. با حمایت از فناوری‌های پیشگام و ترویج یک چشم‌انداز که در آن چیپ‌ها خنک‌تر، کارآمدتر و با تأثیر زیست‌محیطی کمتری عمل می‌کنند، این ابتکار نه تنها معیارهای فناوری را تعیین می‌کند بلکه راهی را برای آینده دیجیتال پایدارتر می‌سازد.
انقلاب در مراکز داده: پیشرفت خنک‌کنندگی که صنعت AI را متحول خواهد کرد
درک ابتکار COOLERCHIPS: نگاهی عمیق
ابتکار ARPA-E COOLERCHIPS وزارت انرژی ایالات متحده یک پروژه پیشگامانه است که هدفش بازسازی کارایی انرژی مراکز داده از طریق راه‌حل‌های خنک‌کنندگی نوآورانه است. از آنجا که مراکز داده ستون فقرات عصر دیجیتال ما را تشکیل می‌دهند، بهینه‌سازی مصرف انرژی و پایداری آن‌ها حیاتی است. این ابتکار نه تنها روش‌های خنک‌کنندگی جدیدی را معرفی می‌کند بلکه قابلیت اطمینان سیستم و قابلیت اقتصادی را در یک بخش در حال تحول مداوم افزایش می‌دهد.
نوآوری‌ها و فناوری‌های کلیدی
1. سیستم‌های خنک‌کنندگی پیشرفته:
– خنک‌کنندگی تک‌فاز در مقابل دو فاز:
این‌ها به فازهای ماده (مایع یا گاز) اشاره دارند که از طریق آن‌ها گرما پراکنده می‌شود. خنک‌کنندگی دو فازی معمولاً شامل جوشاندن یک مایع به بخار برای پراکندن مؤثر گرما است.
– خنک‌کنندگی مستقیم به چیپ و غوطه‌وری:
خنک‌کنندگی مستقیم به چیپ، خنک‌کنندگی را مستقیماً به منبع گرما ارائه می‌دهد—که به‌ویژه برای محیط‌های محاسباتی با عملکرد بالا مفید است. غوطه‌وری شامل غوطه‌ور کردن اجزا در مایع غیررسانا برای حذف یکنواخت گرما است.
2. کارایی انرژی:
– نمونه‌های اولیه توسعه‌یافته تحت ابتکار COOLERCHIPS به کاهش ۹۰٪ نیازهای انرژی خنک‌کنندگی دست یافته‌اند. این به ۹۵٪ از انرژی اجازه می‌دهد که به سمت قدرت پردازش هدایت شود و به‌طور قابل توجهی کارایی محاسباتی را افزایش دهد.
3. مواد و طراحی‌های نوآورانه:
– استارتاپ‌های جدیدی مانند Novolinc، ThermalPixels و Chipadd مواد و طراحی‌های منحصر به فردی را به عنوان بخشی از فناوری‌های خنک‌کنندگی خود پیشگام کرده‌اند و پتانسیل تولید و استقرار مقیاس‌پذیر را نشان می‌دهند.
تأثیر بازار و روندهای صنعتی
– شراکت‌ها و خریدهای استراتژیک:
خرید شرکت فناوری خنک‌کنندگی Jetcool توسط Flex نشان‌دهنده علاقه و اعتماد تجاری قابل توجه به این فناوری‌های تحولی است. این اقدامات احتمالاً سرمایه‌گذاری‌های بیشتری را در کارایی مراکز داده تحریک خواهد کرد.
– مراکز داده دوستدار محیط زیست:
پتانسیل مراکز داده کربن منفی و آب مثبت با تلاش‌های جهانی برای کاهش تغییرات اقلیمی از طریق کاهش اثرات کربنی همسو است. افزایش دماهای گرمای زائد برای بازیافت انرژی یک گام به سوی پایداری است.
موارد استفاده واقعی و مزایا
– AI و محاسبات با عملکرد بالا:
مدل‌های AI به قدرت محاسباتی قابل توجهی نیاز دارند، که کارایی خنک‌کنندگی را برای عملکرد و کاهش هزینه‌های عملیاتی حیاتی می‌سازد.
– راه‌حل‌های تأمین انرژی غیرمتمرکز:
معرفی میکرو راکتورها یا معماری‌های DC-powered، همان‌طور که پیشنهاد شده است، می‌تواند تأمین انرژی را غیرمتمرکز کند، قابلیت اطمینان را افزایش دهد و هزینه‌های اضافی مربوط به زیرساخت‌های تأمین انرژی سنتی را کاهش دهد.
چالش‌ها و محدودیت‌ها
– پیچیدگی پیاده‌سازی:
انتقال به فناوری‌های خنک‌کنندگی جدید نیاز به تغییرات قابل توجهی در زیرساخت دارد و نیازمند آموزش و سرمایه‌گذاری در سیستم‌های جدید است.
– هزینه‌های اولیه:
در حالی که صرفه‌جویی‌های عملیاتی واضح است، هزینه‌های اولیه راه‌اندازی و انتقال می‌تواند مانع از پذیرش فوری شود، به‌ویژه برای مراکز داده کوچک‌تر.
پیش‌بینی‌ها و چشم‌اندازهای آینده
– پذیرش جهانی:
با ورود بازیکنان بیشتر به صحنه، انتظار می‌رود این فناوری‌ها به جریان اصلی تبدیل شوند، به‌ویژه در مناطقی که بهبودهای کارایی انرژی به صرفه‌جویی‌های مالی قابل توجهی منجر می‌شود.
– سیاست و مقررات:
تقویت مقررات زیست‌محیطی ممکن است به پذیرش سریع این نوآوری‌ها کمک کند و تغییر گسترده‌تری در استانداردهای عملکرد مراکز داده را ترویج دهد.
توصیه‌های عملی
– ارزیابی زیرساخت‌های فعلی:
سیستم‌های خنک‌کنندگی موجود را ارزیابی کنید تا فرصت‌های ادغام با فناوری‌های COOLERCHIPS را شناسایی کنید.
– بررسی گزینه‌های تأمین مالی:
از کمک‌های دولتی یا مشوق‌هایی که به هدف پذیرش فناوری‌های سبز طراحی شده‌اند، استفاده کنید.
– آگاه بمانید:
یادگیری مداوم و آگاهی از روندهای صنعتی به سازمان‌ها کمک می‌کند تا بهتر بتوانند در زمانی که این فناوری‌ها در دسترس‌تر می‌شوند، تغییر کنند.
لینک‌های مرتبط
برای جزئیات بیشتر در مورد نوآوری‌های انرژی، وب‌سایت وزارت انرژی را بررسی کنید.
با بهره‌گیری از این روش‌های خنک‌کنندگی نوآورانه، مراکز داده می‌توانند به آینده‌ای جهش کنند که هم از نظر فناوری پیشرفته و هم از نظر زیست‌محیطی پایدار است و نحوه استفاده و حفظ انرژی در عصر دیجیتال را متحول می‌کند.
