كانت مراكز البيانات تقيس إنجازاتها بالميجاوات في السابق؛ أما اليوم فهي تتفاخر بالكيلووات لكل rack. مع تزايد أحمال عمل AI وتجاوز كثافات الـ rack لحاجز الـ 100 كيلوات، تواجه فرق المرافق معادلة جديدة: الحفاظ على تدفق البيانات عبر ممرات الألياف البصرية النظيفة مع إزالة الحرارة الحارقة بسرعة. المخاطر ملموسة—التصميم المعيب يعني GPUs محروقة وفواتير طاقة متصاعدة—لذا يجب أن يؤدي كل ممر وأنبوب ولوحة توصيل دوره من اليوم الأول.
عتبة الـ 100 كيلوات
تستهلك رفوف GPU الحديثة الآن أكثر من 100 كيلوات لكل rack—حمل كهربائي كان مخصصاً للمحطات الفرعية الصغيرة.¹ يجب على المشغلين الذين يستهدفون هذه الكثافات رفع مستوى شبكة الكابلات وشبكة التبريد إلى بنية تحتية من الدرجة الأولى. إهمال أي من النظامين يحول المساحة البيضاء الفاخرة إلى مدفأة كبيرة الحجم بدلاً من قاعة بيانات منتجة.
الكابلات المهيكلة: أساس الموثوقية
تُرتب الكابلات المهيكلة ممرات النحاس والألياف البصرية في تسلسل هرمي منضبط وتوفر ثلاث فوائد حيوية:
•تدفق هواء غير معاق. الصناديق المجمعة تحمي الحجيرات تحت الأرضية والعلوية، لذا تحافظ وحدات CRAH على توصيل متسق للهواء البارد.
•تقليل متوسط وقت الإصلاح. المنافذ المُسمّاة بوضوح والكاسيتات مسبقة التوصيل تسمح للفنيين بعزل واستعادة الروابط المعطلة خلال دقائق.
•سلامة الإشارة. الكاسيتات عالية الكثافة تفرض نصف قطر انحناء مناسب، مما يحمي بصريات 400 GbE من فقدان الانحناء الدقيق.²
القاعات المبردة بالهواء التي تعمل عند—أو فوق—100 كيلوات تنجح فقط عندما لا تحجب الكابلات تدفق الهواء الحيوي.
قنوات التبريد السائل: الاستخراج الحراري المباشر
يفقد التبريد بالهواء كفاءته فوق حوالي 50 كيلوات لكل rack. التبريد السائل—من خلال حلقات الألواح الباردة أو خزانات الغمر—يزيل الحرارة من الشريحة ويرسلها إلى مبادلات حرارية خارجية.
•سعة حرارية فائقة. الماء يزيل الحرارة بكفاءة أكبر 3,500 × بالحجم من الهواء عند نفس ارتفاع درجة الحرارة.³
•تحسن كفاءة الطاقة. خفض درجات حرارة إمداد المبرد يسمح للمشغلين برفع نقاط ضبط المبرد وتقليم PUE بنسبة 10-20 بالمائة في عمليات النشر الإنتاجية.⁴
•تنسيق الممرات. الخراطيم السائلة تحتاج مساحة صينية مخصصة، لذا تفصل فرق التصميم بينها وبين الصناديق البصرية في مرحلة التخطيط.
أبرز نقاط الأداء المقارن
•إزالة الحرارة: الكابلات المهيكلة تعزز تدفق الهواء غير المعاق، بينما قنوات التبريد السائل تستخرج الحرارة مباشرة على مستوى المكون.
•الصيانة: طاقم الكابلات يستبدل الكاسيتات ويتحقق من الروابط بسرعة؛ أخصائيو التبريد يشتبكون مع الفواصل السريعة الجافة ويؤدون فحوصات التسريب.
•متطلبات المساحة: حُزم الألياف تبقى مدمجة؛ خراطيم المبرد تتطلب قطراً أكبر ونصف قطر انحناء أوسع.
•تأثير الأعطال: كسر ليف واحد يعزل رابطاً واحداً؛ تسريب المبرد يمكن أن يؤدي إلى توقف أوسع.
•متطلبات المهارة: عمل الكابلات يعتمد على فنيي الشبكات منخفضة الفولتية، بينما الأنظمة السائلة تتطلب خبراء ميكانيكيين ومعالجة السوائل.
معظم المرافق فائقة النطاق تمزج النظامين: الكابلات المهيكلة تنقل البيانات والقنوات السائلة تزيل الحرارة.
منهجية النشر السريع من Introl
فرق Introl الميدانية ركبت أكثر من 100,000 GPU ووجّهت أكثر من 40,000 ميل من الألياف عبر مجموعات AI العالمية.⁵ طاقم من 550 مهندس يتحرك خلال 72 ساعة، ويركب 1,024 عقدة H100 و 35,000 توصيلة ألياف في 14 يوماً، ويوصل أنظمة احتواء مجهزة بالكامل في الموعد المحدد.⁶
الممارسات الأساسية تشمل:
-
ممرات مخصصة. الصواني العلوية فوق الممرات الساخنة تحمل الخراطيم السائلة؛ السلال المؤرضة تحت الأرضية تحمل صناديق الألياف.
-
ألياف عالية الكثافة. صناديق MPO ذات 24 خيط تقلل عرض الحزمة، مما يخلق مساحة لمشعبات المبرد.
-
مشعبات قصيرة المدى. المشعبات على مستوى الـ rack تقلل طول الخرطوم وتخلق مناطق فاصلة جافة معزولة.
-
تدريب متعدد التخصصات. فنيو الشبكات يحصلون على شهادة في إجراءات معالجة السوائل، بينما الطاقم الميكانيكي يتقن تفاوتات إدارة الألياف.
الاستدامة والتطورات المستقبلية
الممرات الهجينة الآن تجمع قنوات الألياف المحمية مع حلقات سائلة مزدوجة، مما يبسط التركيب ويحافظ على مساحة الصينية.⁷ المهندسون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة يلتقطون حرارة النفايات على مستوى الـ rack ويغذونها في شبكات التدفئة المحلية، محولين الطاقة الحرارية الزائدة إلى دفء مجتمعي.⁸ إرشادات ASHRAE القادمة ترفع درجات حرارة مدخل الـ rack المسموحة، مما يمهد الطريق لتكامل أكثر إحكاماً لمخططات التبريد بالهواء والسائل.⁹
مهندسونا يضعون كل فكرة جديدة تحت اختبار دقيق في مختبرنا التجريبي، ويحتفظون فقط بالأفكار التي تصمد، ويدمجون تلك الفائزة في مشاريع حقيقية—سواء كان بناءً جديداً أو تحديثاً لقاعة أقدم. العائد واضح للعيان: تخطيطات rack أكثر إحكاماً، فواتير طاقة أقل، وفوز في الاستدامة يمكن لكل من الفريق الميداني والمديرين التنفيذيين الفخر به.
الاستنتاجات
الكابلات المهيكلة تضمن سلامة البيانات والمرونة التشغيلية، بينما قنوات التبريد السائل توفر الاستقرار الحراري عند الكثافات العالية. المرافق التي تنسق كلا النظامين أثناء التصميم تحقق أداءً متوقعاً، واستخداماً محسناً للطاقة، وجداول نشر معجلة. التخطيط الدقيق للممرات، والتركيب المنضبط، والخبرة متعددة الوظائف تحول racks الـ 100 كيلوات من مفهوم طموح إلى واقع يمكن الاعتماد عليه.
المراجع (Chicago Author-Date)
-
Uptime Institute. Global Data Center Survey 2024: Keynote Report 146M. New York: Uptime Institute, 2024.
-
Cisco Systems. Fiber-Optic Cabling Best Practices for 400 G Data Centers. San José, CA: Cisco White Paper, 2023.
-
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. Thermal Guidelines for Data Processing Environments, 6th ed. Atlanta: ASHRAE, 2022.
-
Lawrence Berkeley National Laboratory. Measured PUE Savings in Liquid-Cooled AI Facilities. Berkeley, CA: LBNL, 2024.
-
Introl. "Accelerate the Future of AI with Introl Managed GPU Deployments." Accessed June 26, 2025. https://introl.com/.
-
Introl. "Frankfurt Case Study." Accessed June 26, 2025. https://introl.com/case-studies/frankfurt.
-
Open Compute Project. Advanced Cooling Solutions: 2025 Specification Draft. San José, CA: OCP Foundation, 2025.
-
Huang, Wei. "Rack-Level Heat Recovery in Liquid-Cooled AI Clusters." Journal of Sustainable Computing 12, no. 3 (2024): 45–58.
-
ASHRAE. Proposed Addendum C to Thermal Guidelines, public-review draft, January 2025.
