التبريد السائل يصل إلى الاتجاه السائد: عام 2025 يمثل نقطة التحول للبنية التحتية للذكاء الاصطناعي
10 ديسمبر 2025 بقلم بليك كروسلي
عام 2025 هو العام الذي انتقل فيه التبريد السائل من كونه تقنية متطورة إلى معيار أساسي. لم يعد محصوراً في عمليات النشر المتخصصة أو التصاميم التجريبية، بل أصبح التبريد السائل عاملاً حاسماً لتمكين البنية التحتية للذكاء الاصطناعي.1 وصل سوق التبريد بالغمر في مراكز البيانات إلى 4.87 مليار دولار في عام 2025، ومن المتوقع أن يصل إلى 11.10 مليار دولار بحلول عام 2030، مسجلاً معدل نمو سنوي مركب بنسبة 17.91%.2 يعكس هذا التحول تغييرات جوهرية في كثافة طاقة وحدات معالجة الرسومات التي تجعل التبريد الهوائي غير كافٍ لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي.
في منتصف عام 2025، أصبح التحول إلى التبريد السائل تشغيلياً واستراتيجياً وممولاً بالكامل ومدمجاً في خرائط طريق البنية التحتية للاعبين الأكثر طموحاً في الصناعة.3 تقوم شركات الحوسبة السحابية الكبرى مثل Google وMeta وAWS وMicrosoft بنشر بيئات مبردة بالسوائل في أحدث منشآتها بسبب زيادة كثافات الطاقة الناتجة عن أحمال عمل الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء.4
محركات كثافة الطاقة
تجاوز استهلاك الطاقة لوحدات معالجة الرسومات قدرة التبريد الهوائي في عمليات نشر الذكاء الاصطناعي الكثيفة.
كثافات الخزانات الحالية
ارتفع متوسط كثافة طاقة خزانات مراكز البيانات بنسبة 38% من عام 2022 إلى عام 2024، حيث تدفع كثافات الطاقة الآن إلى 80 كيلوواط إلى 120 كيلوواط في مجموعات الذكاء الاصطناعي.5 تدفع تصاميم خزانات NVIDIA Blackwell الكثافات القصوى إلى 132 كيلوواط، مع متطلبات خوادم Blackwell Ultra وRubin المستقبلية من 250 إلى 900 كيلوواط لكل خزانة.6
لا يستطيع التبريد الهوائي إزالة الحرارة بكفاءة عند هذه الكثافات. تحد فيزياء نقل الحرارة بالحمل الحراري من فعالية التبريد الهوائي بغض النظر عن سرعات المراوح أو سعة وحدات معالجة الهواء. يوفر التبريد السائل معاملات نقل حرارة متفوقة جوهرياً مما يتيح التشغيل عالي الكثافة.
المتطلبات الحرارية لوحدات معالجة الرسومات
تتطلب وحدات معالجة الرسومات الحديثة تحكماً دقيقاً في درجة الحرارة للحصول على الأداء الأمثل والموثوقية. يقلل الخنق الحراري من الأداء عندما تتجاوز درجات الحرارة المواصفات. يحافظ التبريد المتسق على الأداء المستدام تحت أحمال العمل الثقيلة.
يوفر التبريد السائل درجات حرارة أكثر اتساقاً من التبريد الهوائي. يزيل التبريد السائل المباشر للشريحة الحرارة من المصدر بدلاً من الاعتماد على دوران الهواء عبر الهندسات المعقدة للخوادم. يدعم هذا الاتساق الأداء المتوقع لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي المتطلبة.
المشهد التقني
تعالج تقنيات التبريد السائل المتعددة متطلبات وسياقات نشر مختلفة.
التبريد المباشر للشريحة
يقوم التبريد السائل المباشر للشريحة بتدوير المبرد عبر ألواح باردة متصلة مباشرة بوحدات معالجة الرسومات والمكونات الأخرى المولدة للحرارة. يوفر هذا النهج تبريداً موجهاً للمكونات ذات الطاقة الأعلى مع الحفاظ على التبريد الهوائي للعناصر الأقل استهلاكاً للطاقة.
أصدرت Supermicro حلول NVIDIA Blackwell على مستوى الخزانة مع وحدات توزيع المبرد بقدرة 250 كيلوواط، مضاعفة السعة السابقة.7 تعكس زيادة سعة وحدة توزيع المبرد متطلبات الطاقة المتصاعدة لوحدات معالجة الرسومات. تتوسع حلول التبريد المباشر للشريحة مع أجيال وحدات معالجة الرسومات.
التبريد بالغمر
يغمر الغمر أحادي الطور الخوادم في سائل عازل يمتص الحرارة من خلال الاتصال المباشر. يلغي هذا النهج المراوح وإدارة تدفق الهواء مع توفير تبريد موحد. يحقق SmartPod من Submer قدرة 140 كيلوواط لكل خزانة مع معامل فعالية استخدام الطاقة بين 1.03 و1.1، مقارنة بالمتوسط العالمي 1.6 إلى 1.9 للمنشآت التقليدية المبردة بالهواء.8
يغلي الغمر ثنائي الطور السائل العازل على الأسطح الساخنة، مع تكثف البخار للعودة إلى حوض السائل. يوفر تغيير الطور نقل حرارة متفوق. اختبرت Microsoft الغمر ثنائي الطور لمجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي، مع الإبلاغ عن تحسن بنسبة 30% في كفاءة الطاقة وزيادة موثوقية الأجهزة.9
مبادلات الحرارة للباب الخلفي
تلتقط مبادلات الحرارة للباب الخلفي الحرارة المهدرة عند مخرج الخزانة، مما يوفر خيار انتقال للمنشآت ذات البنية التحتية المبردة بالهواء. يقلل هذا النهج من حمل تبريد المنشأة دون الحاجة إلى تعديلات على مستوى الخادم. تربط هذه التقنية بين التبريد الهوائي والتبريد السائل أثناء انتقالات المنشأة.
زخم النشر
تُظهر عمليات النشر الكبرى في عام 2025 وصول التبريد السائل إلى الاتجاه السائد.
شراكات الموردين
في فبراير 2025، دخلت Asperitas في شراكة مع Cisco كجزء من تحالف Cisco الهندسي، حيث جمعت بين تقنيات التبريد بالغمر ونظام الحوسبة الموحد من Cisco.10 تؤكد هذه الشراكة صلاحية التبريد بالغمر لعمليات النشر المؤسسية خارج نطاق الحوسبة الفائقة.
في فبراير 2025، توسعت Submer في تصميم مراكز البيانات وبنائها وخدماتها لتمكين تطوير البنية التحتية للذكاء الاصطناعي.11 يعكس التوسع من مورد للتبريد إلى مزود للبنية التحتية الدور المحوري للتبريد السائل في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي.
في مارس 2025، افتتحت LiquidStack مقرها الرئيسي في كارولتون، تكساس، مما ضاعف طاقتها الإنتاجية ثلاث مرات.12 يستجيب توسع القدرة للطلب الذي يتجاوز القدرة الإنتاجية السابقة.
التبني الإقليمي
ترسخ أمريكا الشمالية التبني من خلال عمليات النشر على نطاق الإنتاج من قبل مزودي الحوسبة السحابية الفائقة. تشهد أسواق مراكز البيانات الراسخة في فيرجينيا وتكساس وأوريغون أن التبريد السائل يصبح معياراً للمنشآت الجديدة القادرة على الذكاء الاصطناعي.
تُظهر منطقة آسيا والمحيط الهادئ أعلى نمو حيث تتبنى اليابان والصين وكوريا الجنوبية مجموعات الذكاء الاصطناعي المبردة بالسوائل. من المتوقع أن تسجل المنطقة أعلى معدل نمو سنوي مركب بنسبة 23.2% من 2025 إلى 2030.13 تدفع مبادرات الذكاء الاصطناعي الحكومية النشر السريع للبنية التحتية المبردة بالسوائل.
تداعيات التخطيط
يجب على المؤسسات التي تخطط للبنية التحتية للذكاء الاصطناعي تقييم متطلبات التبريد السائل لعمليات النشر الحالية والمستقبلية.
تصميم المنشآت الجديدة
يجب أن تدمج المنشآت الجديدة القادرة على الذكاء الاصطناعي البنية التحتية للتبريد السائل من مرحلة التصميم. التعديل التحديثي أكثر تكلفة وتعطيلاً بشكل كبير من التضمين في التصميم الأولي. يجب أن تستوعب تصاميم المنشآت كلاً من خيارات التبريد المباشر للشريحة والغمر.
يتطلب وضع وحدة توزيع التبريد ومسارات الأنابيب وتحميل الأرضية للخزانات المملوءة بالسوائل قرارات تصميم مبكرة. يجب أن تدعم الأنظمة الميكانيكية للمنشأة رفض حرارة التبريد السائل إلى جانب أو بدلاً من المبردات التقليدية.
تكييف المنشآت القائمة
تواجه المنشآت القائمة قرارات أصعب بشأن تبني التبريد السائل. يجب موازنة تكاليف التعديل التحديثي والتعطيل التشغيلي مقابل استمرار التبريد الهوائي مع قيود الكثافة. قد لا تدعم بعض المنشآت اقتصادياً التعديل التحديثي للتبريد السائل.
توفر النهج الهجينة التي تنشر التبريد السائل للبنية التحتية الجديدة للذكاء الاصطناعي مع الحفاظ على التبريد الهوائي لأحمال العمل القديمة مسارات انتقالية. يحد النهج الهجين من نطاق التعديل التحديثي مع تمكين دعم أحمال عمل الذكاء الاصطناعي.
القدرات التشغيلية
يقدم التبريد السائل متطلبات تشغيلية تتجاوز إدارة مراكز البيانات التقليدية. تتطلب مراقبة جودة المبرد واكتشاف التسرب وإجراءات الصيانة المتخصصة التدريب والأدوات. تحتاج فرق العمليات إلى خبرة في التبريد السائل.
تدعم شبكة Introl المكونة من 550 مهندساً ميدانياً المؤسسات التي تنفذ البنية التحتية للتبريد السائل لعمليات نشر الذكاء الاصطناعي.14 احتلت الشركة المرتبة 14 في قائمة Inc. 5000 لعام 2025 بنمو ثلاث سنوات بنسبة 9,594%.15
يضمن النشر المهني عبر 257 موقعاً عالمياً أفضل ممارسات التبريد السائل بغض النظر عن الموقع الجغرافي.16 تقلل خبرة التنفيذ من المخاطر أثناء التحولات التقنية.
إطار القرار: تقنية التبريد حسب حمل العمل
| كثافة الخزانة | التبريد الموصى به | مستوى الاستثمار |
|---|---|---|
| <20 كيلوواط | التبريد الهوائي كافٍ | نظام تكييف قياسي |
| 20-50 كيلوواط | مبادلات الحرارة للباب الخلفي | تعديل تحديثي معتدل |
| 50-100 كيلوواط | تبريد سائل مباشر للشريحة | بنية تحتية كبيرة |
| >100 كيلوواط | تبريد بالغمر | منشأة مبنية لهذا الغرض |
الخطوات العملية: 1. تدقيق الكثافة الحالية: قياس استهلاك طاقة الخزانة الفعلي مقابل المحتمل 2. توقع خارطة طريق وحدات معالجة الرسومات: التخطيط لـ 2-3 أضعاف الكثافة الحالية خلال 3 سنوات 3. تقييم قيود المنشأة: تقييم جدوى التعديل التحديثي مقابل البناء الجديد 4. بناء الخبرة التشغيلية: تدريب الفرق على عمليات التبريد السائل قبل النشر
مقارنة التقنيات
| التقنية | معامل فعالية استخدام الطاقة | كيلوواط/خزانة | صعوبة التعديل التحديثي | الأفضل لـ |
|---|---|---|---|---|
| هواء تقليدي | 1.6-1.9 | <20 | غير متاح | أحمال العمل القديمة |
| مبادل حراري للباب الخلفي | 1.3-1.5 | 20-40 | منخفضة | انتقالي |
| مباشر للشريحة | 1.1-1.3 | 50-250 | معتدلة | مجموعات وحدات معالجة الرسومات |
| غمر أحادي الطور | 1.03-1.1 | 100-140 | عالية | أقصى كفاءة |
| غمر ثنائي الطور | <1.1 | 100-200+ | عالية | أعلى كثافة |
النقاط الرئيسية
لمخططي المنشآت: - سوق التبريد السائل: 4.87 مليار دولار (2025) → 11.1 مليار دولار (2030) بمعدل نمو سنوي مركب 17.91% - التبريد الهوائي غير كافٍ فيزيائياً فوق 50 كيلوواط/خزانة - يجب أن تدمج منشآت الذكاء الاصطناعي الجديدة التبريد السائل من مرحلة التصميم
لفرق البنية التحتية: - المباشر للشريحة: يتوسع مع أجيال وحدات معالجة الرسومات، يستهدف المكونات الأكثر سخونة - الغمر: معامل فعالية استخدام الطاقة 1.03-1.1 مقابل 1.6-1.9 للتبريد الهوائي (توفير طاقة 30%+) - آسيا والمحيط الهادئ الأسرع نمواً (معدل نمو سنوي مركب 23.2%) مدفوعة بمبادرات الذكاء الاصطناعي الحكومية
للمشتريات: - Supermicro: وحدة توزيع مبرد 250 كيلوواط لحلول Blackwell على مستوى الخزانة - Submer SmartPod: 140 كيلوواط/خزانة بمعامل فعالية استخدام طاقة 1.03-1.1 - LiquidStack: ضاعفت طاقتها الإنتاجية ثلاث مرات لتلبية الطلب
التوقعات
انتقل التبريد السائل من تقنية ناشئة إلى معيار أساسي للبنية التحتية لعمليات نشر الذكاء الاصطناعي. تخاطر المؤسسات التي تخطط للبنية التحتية للذكاء الاصطناعي دون قدرة التبريد السائل بقيود النشر مع استمرار زيادة طاقة وحدات معالجة الرسومات.
تتعزز الحالة الاقتصادية والتشغيلية للتبريد السائل مع كل جيل من وحدات معالجة الرسومات. يوفر التبني المبكر خبرة تشغيلية ويتجنب التحولات المتسرعة عندما يصل التبريد الهوائي إلى حدوده القصوى. يمثل عام 2025 العام الذي أصبح فيه التبريد السائل حتمياً بدلاً من اختياري للبنية التحتية الجادة للذكاء الاصطناعي.
المراجع
التصنيف: البنية التحتية والتبريد الأهمية: عالية — تحول تقني مع تداعيات تخطيطية فورية عدد الكلمات: ~1,800
-
Data Center Frontier. "Liquid Cooling Comes to a Boil." 2025. https://www.datacenterfrontier.com/cooling/article/55292167/liquid-cooling-comes-to-a-boil-tracking-data-center-investment-innovation-and-infrastructure-at-the-2025-midpoint ↩
-
SkyQuest. "Data Center Liquid Immersion Cooling Market Size & Share." 2025. https://www.skyquestt.com/report/data-center-liquid-immersion-cooling-market ↩
-
Data Center Frontier. "Liquid Cooling Comes to a Boil." 2025. ↩
-
DataCenters.com. "Why Liquid Cooling Is the Future of Hyperscale Data Centers in 2025." 2025. https://www.datacenters.com/news/why-liquid-cooling-is-becoming-the-new-standard-in-hyperscale-facilities ↩
-
IEEE Spectrum. "Data Center Liquid Cooling: The AI Heat Solution." 2025. https://spectrum.ieee.org/data-center-liquid-cooling ↩
-
TrendForce. "Data Center Power Doubling? Next-Gen Efficiency & Sustainability Guide." 2025. https://www.trendforce.com/insights/data-center-power ↩
-
Data Center Frontier. "Liquid Cooling Comes to a Boil." 2025. ↩
-
Grand View Research. "Data Center Liquid Immersion Cooling Market Report." 2025. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/data-center-liquid-immersion-cooling-market-report ↩
-
IEEE Spectrum. "Data Center Liquid Cooling: The AI Heat Solution." 2025. ↩
-
Data Center Frontier. "Liquid Cooling Comes to a Boil." 2025. ↩
-
Data Center Frontier. "Liquid Cooling Comes to a Boil." 2025. ↩
-
Data Center Frontier. "Liquid Cooling Comes to a Boil." 2025. ↩
-
Grand View Research. "Data Center Liquid Immersion Cooling Market Report." 2025. ↩
-
Introl. "Company Overview." Introl. 2025. https://introl.com ↩
-
Inc. "Inc. 5000 2025." Inc. Magazine. 2025. ↩
-
Introl. "Coverage Area." Introl. 2025. https://introl.com/coverage-area ↩
