Angeführt von Technologieriesen steigt die Nachfrage nach Wärmemanagement für Rechenzentren, berichtet IDTechEx

Wie aus dem Finanzbericht von Nvidia für das zweite Quartal hervorgeht, erreichte der Umsatz des Unternehmens im Bereich Rechenzentren im zweiten Quartal einen Rekordwert von 10,32 Milliarden US-Dollar, was einem Anstieg von 141 % gegenüber dem vorangegangenen Quartal und 171 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Hochleistungsservern in Rechenzentren hat IDTechEx Herausforderungen im Wärmemanagement von Rechenzentren und enorme Chancen in dieser Branche gesehen.

 

Im Jahr 2022 kündigte Nvidia seinen neuen Plan zur Senkung des Energieverbrauchs von Rechenzentren, zum Crunchen großer Datenmengen oder zum Trainieren von KI-Modellen an: flüssigkeitsgekühlte Grafikkarten. Das Unternehmen kündigte seine neue flüssigkeitsgekühlte Version der A100-Rechenkarte auf der Computex an und berichtete, dass sie 30 Prozent weniger Strom verbraucht als die luftgekühlte Version. Anfang dieses Jahres (2023) erhielt Nvidia 5 Millionen US-Dollar vom US-Energieministerium für die Erforschung innovativer Kühlungsansätze.

 

Mit der zunehmenden thermischen Leistung von Chips hat die herkömmliche Luftkühlung Schwierigkeiten, die Kühlanforderungen zu erfüllen. Obwohl die direkte Kühlung von Chips (auch bekannt als direkte Flüssigkeitskühlung (DLC)) weit verbreitet ist, kann die D2C-Kühlung nur eine begrenzte Anzahl wichtiger Komponenten wie Chipsätze und GPUs und nicht die gesamte Platine kühlen. Die Eintauchkühlung hingegen bietet eine hohe und gleichmäßig verteilte Kühlung, aber der Prozess des Eintauchens der Server in Tanks kann umständlich sein und erfordert eine erhebliche Nachrüstung bestehender Rack-basierter Rechenzentren.

 

Unabhängig von der D2C-Kühlung oder der Tauchkühlung spielt die Kühlflüssigkeit eine entscheidende Rolle. Je nachdem, ob ein Phasenwechsel stattfindet, kann die Flüssigkeitskühlung in einphasig oder zweiphasig unterteilt werden. Zweiphasige Kühlmittel bieten zwar eine höhere Kühlleistung, sind aber anfällig für gesetzliche Risiken wie PFAS. Einphasige Kühlmittel hingegen nutzen die Konvektion, um die Wärme abzutransportieren, wodurch die regulatorischen Risiken gemindert werden.

 

Flüssige Kühlmittel für Rechenzentren können in Flüssigkeiten auf Ölbasis und technische Flüssigkeiten unterteilt werden. Zu den führenden Unternehmen gehören Shell, Castrol, ExxonMobil, Fuchs, M&I Materials, Engineered Fluids, 3M, Chemours und Solvay.

 

 

Die Preise für Kühlflüssigkeiten können erheblich variieren, und die Kosten können zwischen etwa 10 US$/kg und über 100 US$/kg liegen. Bei der Wahl des richtigen Kühlmittels gibt es eine Reihe von Überlegungen. Eine davon ist die Komplexität der Wartung. Kühlmittel auf Öl- oder Kohlenwasserstoffbasis enthalten oft Verunreinigungen, die zu einer möglichen Korrosion von Serverplatinen und Rohrleitungen führen können. Im Gegensatz dazu sind technische Flüssigkeiten in der Regel frei von diesen Verunreinigungen, was den Wartungsaufwand mit der Zeit verringert. Was die Anschaffungskosten betrifft, so kann ein Eintauchkühltank etwa 4000 US-Dollar kosten, und die Kosten für die Kühlflüssigkeit pro Tank können sich auf etwa 7.000 US-Dollar belaufen:

 

Trotz der relativ hohen Anfangskosten können sich die Gesamtbetriebskosten der Flüssigkeitskühlung dank der Energieeinsparungen im Laufe der Zeit auszahlen. IDTechEx geht davon aus, dass der jährliche Umsatz mit Flüssigkeitskühlungshardware für Rechenzentren bis zum Jahr 2033 900 Millionen US-Dollar übersteigen wird, was erhebliche Möglichkeiten darstellt. Weitere Einzelheiten finden Sie im IDTechEx-Bericht "Wärmemanagement für Rechenzentren 2023-2033".