기술 분석 문서가 전력 집약적 데이터센터 GPU 운영을 위한 액체 냉각 시스템의 채택 가속화를 보여준다.

전통적으로 메인프레임과 학술용 슈퍼컴퓨터에만 사용되던 액체냉각이 더욱 까다로운 워크로드가 전력 밀도를 높이면서 기업 데이터센터로 확산되고 있으며, 운영자들은 공기 기반 냉각 시스템을 대체할 더욱 효율적인 방안을 모색하고 있다. Microsoft, Alphabet의 Google, Facebook, Baidu를 포함한 하이퍼스케일 클라우드 운영자들이 액체냉각 서버 랙을 위한 개방형 사양 작업을 진행하는 그룹을 구성했다. Google은 자사 TPU가 이제 direct-to-chip 액체냉각 설계를 사용하여 냉각되고 있음을 공개적으로 밝혔다. 운영자들이 특정 애플리케이션 공개를 꺼리고 있음에도 불구하고—이를 경쟁 우위로 간주하기 때문에—여러 워크로드 카테고리에서 사용 추세가 나타나기 시작하고 있다.

특히 고성능 CPU와 함께 사용되는 GPU를 포함한 하드웨어 액셀러레이터가 액체냉각 도입의 주요 동인이다. GPU 기반 머신러닝은 HPC 영역 외에서 하드웨어 액셀러레이션의 가장 일반적인 사용이지만, 451 Research가 조사한 IT 서비스 공급자의 약 3분의 1이 온라인 데이터마이닝, 분석, 엔지니어링 시뮬레이션, 비디오, 실시간 미디어, 사기 탐지, 로드 밸런싱, 레이턴시 민감 서비스를 위한 시스템 가속화 계획을 보고했다. 이러한 액셀러레이터의 열 설계 포인트는 CPU보다 훨씬 높으며, 일반적으로 200W 이상의 냉각이 필요하고 개별 시스템은 1kW 이상의 냉각이 필요하다. Intel도 전통적으로 서버 프로세서를 설계하던 150W 한계를 넘어 추진하고 있다. Uptime Institute의 이사 Andy Lawrence는 "더 많은 사람들이 더 강력한 칩을 원하고 있으며, 우리는 와트 수가 계속 증가하는 것을 보기 시작하고 있다"고 말했다. Uptime이 추적한 대부분의 데이터센터는 이제 10kW를 초과하는 랙을 적어도 일부 보유하고 있으며, 20%가 30kW 이상의 랙을 보유하고 있다. Lawrence는 "사람들이 Intel 프로세서와 함께 GPU를 설치하면 이전에 달성했던 밀도의 약 3배를 얻을 수 있을 것"이라고 설명했다.

스토리지 및 엣지 데이터센터는 액체냉각 도입의 새로운 영역들을 나타낸다. Solid State Drive 및 헬륨 충전 HDD를 포함한 최신 스토리지 기술은 완전 침수 솔루션으로 냉각될 수 있으며, 이를 통해 밀집된 스토리지를 액체냉각 처리와 함께 배치할 수 있다. SSD와 헬륨 충전 HDD의 조합은 공기냉각 스토리지를 액체냉각 처리로부터 분리해야 할 필요성을 제거하면서, 동시에 열과 습도 영향을 줄여 향상된 HDD 신뢰성을 제공한다. 무선 타워, 공장 바닥, 소매점에 위치한 밀집된 원격 시설인 엣지 데이터센터는 머신러닝을 위한 GPU 집중 클러스터 같은 고밀도 컴퓨팅 하드웨어를 점점 더 많이 호스팅하고 있다. Lawrence의 추정에 따르면, 엣지 데이터센터의 최대 20%가 액체냉각을 사용할 수 있으며, 그의 비전은 랙당 40kW를 지원하는 무운영 마이크로 모듈식 고밀도 시설을 포함하고 있다.

금융 서비스 워크로드도 액체냉각 수요를 주도하고 있으며, 특히 계산 집약적인 고빈도 거래 시스템과 스마트 계약 및 암호화폐 같은 블록체인 기반 애플리케이션이다. 이전의 Green Revolution Cooling으로 불렸던 GRC는 고빈도 거래 회사가 자사의 침수냉각 솔루션을 테스트하고 있다. 이 벤더는 2017년 말부터 시작된 비트코인 가격 급등과 시기를 맞춰 암호화폐 마이닝용 침수냉각 제품을 출시했을 때 가장 큰 매출 급증을 경험했다. GRC CEO Peter Poulin에 따르면, Trinidad and Tobago의 한 GRC 고객은 증발탑에 연결된 온수 기반 냉각 루프로 랙당 100kW에서 암호화폐 서비스를 운영하고 있다. 냉수냉각 대신 온수냉각을 사용하면 에너지 효율성이 개선되어 열대 기후에서 서비스를 운영할 수 있게 한다.