Cooling Distribution Units: Infrastruktur Pendinginan Cair untuk Pusat Data AI
Diperbarui 11 Desember 2025
Pembaruan Desember 2025: Pasar pendinginan cair mencapai $5,5 miliar pada tahun 2025, diproyeksikan $15,8 miliar pada tahun 2030 (CAGR 23%). GPU H200 dengan TDP 700W memerlukan pendinginan cair dalam skala besar. Rak NVIDIA Kyber (2027) akan membutuhkan 600kW-1MW per rak. Supermicro merilis CDU 250kW yang menggandakan kapasitas sebelumnya. CDU mencapai ketersediaan 99,999% dengan arsitektur redundansi tiga lapis dan failover 100ms.
Tahun 2025 menandai tahun ketika pendinginan cair bergeser dari teknologi eksperimental menjadi standar dasar. Tidak lagi terbatas pada penerapan percobaan, pendinginan cair kini beroperasi sebagai enabler kritis untuk infrastruktur AI.¹ Operator pusat data yang menerapkan GPU NVIDIA H200 menghadapi beban termal 700W per perangkat yang tidak dapat dihilangkan secara hemat biaya oleh pendinginan udara dalam skala besar.² Trajektori ini semakin intensif karena rak Kyber NVIDIA, yang dijadwalkan tahun 2027, akan membutuhkan 600kW pada awalnya dan dapat mencapai 1MW per rak, menuntut infrastruktur pendinginan cair yang mampu menghilangkan beban panas yang belum pernah terjadi sebelumnya.³
Pasar pendinginan cair pusat data mencapai $5,52 miliar pada tahun 2025 dengan proyeksi mencapai $15,75 miliar pada tahun 2030 dengan CAGR 23,31%.⁴ Analisis alternatif memproyeksikan pertumbuhan dari $2,84 miliar pada tahun 2025 menjadi $21,15 miliar pada tahun 2032 dengan CAGR 33,2%.⁵ Cooling Distribution Units (CDU) membentuk infrastruktur sentral yang memungkinkan transisi ini, mengelola sirkulasi pendingin antara sistem air fasilitas dan peralatan IT sambil mempertahankan suhu presisi yang dibutuhkan perangkat keras AI.
Bagaimana CDU memungkinkan pendinginan cair dalam skala besar
Coolant Distribution Units berfungsi sebagai antarmuka antara infrastruktur pendinginan fasilitas dan sistem pendinginan cair tingkat rak. CDU mengelola transfer panas dari loop sekunder yang melayani peralatan IT ke loop primer yang terhubung ke chiller fasilitas atau menara pendingin.
Arsitektur pertukaran panas menggunakan heat exchanger pelat baja tahan karat 316 yang kompatibel dengan berbagai cairan pendingin.⁶ Heat exchanger mengisolasi loop pendinginan IT dari air fasilitas, mencegah kontaminasi sambil memungkinkan transfer termal yang efisien. Laju aliran maksimum mencapai 3.600 liter per menit untuk penyerapan dan transfer panas yang cepat.⁷
Kontrol suhu mempertahankan kondisi yang presisi. CDU mencapai rentang suhu dari -20°C hingga +70°C tergantung pada kebutuhan aplikasi.⁸ Kontrol suhu yang ketat mencegah throttling termal pada GPU dan mempertahankan performa komputasi yang konsisten.
Manajemen tekanan memungkinkan fleksibilitas dalam instalasi. Tekanan head lebih dari 50 psi memungkinkan jalur yang lebih panjang antara CDU dan rak server.⁹ Pompa variable speed drive (VSD) ganda memberikan respons dinamis terhadap permintaan pendinginan sambil meningkatkan efisiensi energi.¹⁰
Fitur keandalan memastikan ketersediaan. CDU modern menggunakan arsitektur redundansi tiga lapis dengan hot standby 1:1 untuk komponen kritis.¹¹ Selama kegagalan modul utama, sistem cadangan beralih secara mulus dalam 100 milidetik, mencapai ketersediaan sistem 99,999%.¹²
Efisiensi energi memberikan penghematan operasional. Dibandingkan dengan unit pendingin udara, CDU mengonsumsi listrik 20-30% lebih sedikit untuk kapasitas pendinginan yang setara.¹³ Peningkatan efisiensi berlipat ganda di seluruh penerapan AI besar di mana pendinginan mewakili porsi signifikan dari total konsumsi daya.
Kapasitas CDU untuk beban kerja AI
Kepadatan daya server AI mendorong persyaratan ukuran CDU. Satu GPU NVIDIA GB200 memiliki TDP 1,2kW. Server GB200 NVL72 tipikal dengan 8 GPU dan 2 CPU mencapai total TDP 10kW.¹⁴ Kapasitas CDU harus diskalakan untuk mencocokkan seluruh populasi rak dari sistem ini.
Konfigurasi tingkat awal menangani kepadatan moderat. Liquid-to-Air CDU 10U dari Boyd menyediakan kapasitas hingga 15kW tergantung pada beban panas dan persyaratan approach temperature.¹⁵ Unit semacam ini cocok untuk penerapan edge atau lingkungan kolokasi berkepadatan rendah.
Sistem kelas menengah mendukung rak berkepadatan tinggi. CF-CDU300 dari Chilldyne mendinginkan hingga 300kW server.¹⁶ Dalam rak standar 42U, sistem yang mencapai pendinginan kluster server 50kW memungkinkan konsolidasi beban kerja AI yang substansial.¹⁷
Platform berkapasitas tinggi melayani penerapan hyperscale. CDU Motivair menawarkan enam model standar dan konfigurasi OEM kustom yang mencapai skala hingga 2,3MW beban IT.¹⁸ Supermicro merilis solusi skala rak NVIDIA Blackwell pada Juni 2025 dengan CDU 250kW yang menggandakan kapasitas sebelumnya.¹⁹
Sistem skala enterprise menangani kebutuhan seluruh pusat data. CDU generasi berikutnya dari Trane memberikan kapasitas pendinginan hingga 10MW untuk pendinginan cair direct-to-chip di lingkungan hyperscale dan kolokasi.²⁰
Perencanaan instalasi memerlukan perhatian pada batasan fisik. Jarak ideal antara CDU dan rak tidak boleh melebihi 20 meter.²¹ Kapasitas beban lantai harus mencapai 800kg/m² karena CDU yang terisi dapat mencapai berat hingga 3 ton.²² Persyaratan ruang pemeliharaan mencakup 1,2 meter di depan dan belakang ditambah 0,6 meter di atas untuk koneksi perpipaan.²³
Rear door heat exchanger untuk upgrade brownfield
Rear Door Heat Exchangers (RDHx) dipasang di bagian belakang rak server, menghilangkan panas dari udara buang sebelum memasuki lingkungan pusat data.²⁴ Teknologi ini memungkinkan manfaat pendinginan cair tanpa mengganti server yang sudah ada dengan pendinginan udara.
Efisiensi pendinginan secara substansial melebihi pendekatan hanya udara. Pendinginan udara tradisional beroperasi 30-60% kurang efisien dibandingkan konfigurasi RDHx.²⁵ Peningkatan ini berlipat ganda di lingkungan berkepadatan tinggi di mana pendinginan udara kesulitan mempertahankan suhu.
Evolusi kapasitas menangani kepadatan rak yang meningkat. ChilledDoor dari Motivair mendinginkan hingga 72kW per rak.²⁶ OptiCool Technologies meluncurkan RDHx berkapasitas tertinggi di industri yaitu 120kW pada September 2025, yang dibuat khusus untuk beban kerja AI dan HPC generasi berikutnya.²⁷
Pendekatan pendinginan proprietary mendorong batas performa. Desain refrigeran dua fase dari OptiCool menggunakan termodinamika perubahan fase, menghilangkan panas dari rak dan mengembalikan udara pada suhu ambient netral ruangan.²⁸ Pendekatan ini mencapai efisiensi transfer termal yang lebih tinggi daripada sistem cairan fase tunggal.
Desain aktif versus pasif menawarkan trade-off yang berbeda. RDHx pasif hanya mengandalkan aliran udara kipas server, menawarkan efisiensi energi dan kesederhanaan.²⁹ RDHx aktif menggabungkan kipas bawaan untuk kepadatan termal yang lebih tinggi, mengonsumsi lebih banyak daya tetapi memberikan fleksibilitas lebih besar untuk lingkungan komputasi performa tinggi.³⁰
Kompatibilitas infrastruktur lama membuat RDHx menarik untuk penerapan brownfield. Meretrofit rak server berpendingin udara yang sudah ada lebih murah dan menyebabkan gangguan lebih sedikit daripada beralih ke server berpendingin cair.³¹ Beban kerja inferensi AI yang berjalan pada perangkat keras berpendingin udara mendapat manfaat dari RDHx tanpa perombakan infrastruktur seluruh fasilitas.³²
Standardisasi industri dipercepat melalui Open Compute Project. Door Heat Exchanger Sub-Project berfokus pada pengembangan, integrasi, dan standardisasi RDHx dalam kerangka kerja ORV3 (Open Rack Version 3).³³ Schneider Electric mengakuisisi kepentingan pengendali di Motivair pada Februari 2025 untuk meningkatkan posisi pasar pendinginan cair.³⁴
Pendinginan imersi untuk kepadatan maksimum
Pendinginan imersi menenggelamkan server dalam cairan dielektrik konduktif termal di dalam tangki tertutup.³⁵ Pendekatan ini memungkinkan penerapan berkepadatan tertinggi sambil secara dramatis mengurangi konsumsi energi pendinginan.
Imersi fase tunggal menjaga cairan tetap dalam keadaan cair sepanjang waktu. Sirkulasi pendingin melalui heat exchanger menghilangkan panas yang diserap.³⁶ Pendekatan ini mengurangi permintaan listrik hampir setengahnya dibandingkan dengan pendinginan udara tradisional, memotong emisi CO2 hingga 30%, dan mendukung konsumsi air 99% lebih sedikit.³⁷
Imersi dua fase mendidihkan cairan menjadi uap di sumber panas. Koil kondensor mengembalikan uap ke keadaan cair.³⁸ Sistem dua fase mencapai efisiensi lebih tinggi dalam menarik jumlah panas yang besar, membuatnya lebih cocok untuk infrastruktur HPC dan AI.³⁹
Peningkatan kepadatan mengubah ekonomi pusat data. Pendinginan imersi memungkinkan operator mengemas komputasi 10-15x lebih banyak ke dalam footprint yang sama, yang secara langsung diterjemahkan menjadi waktu-ke-pendapatan yang lebih cepat untuk layanan AI.⁴⁰ Konsolidasi ini mengurangi kebutuhan real estate sambil meningkatkan kapasitas per meter persegi.
Efisiensi energi mencapai tingkat yang dramatis. Menurut Submer, pendinginan imersi mengurangi konsumsi energi sistem pendinginan hingga 95%.⁴¹ Penghematan ini mengimbangi biaya modal yang lebih tinggi selama masa pakai penerapan.
Validasi industri membangun kepercayaan. Intel dan Shell memvalidasi solusi imersi penuh dengan perangkat keras dari Supermicro dan Submer, menetapkan "Intel Data Center Certified for Immersion Cooling" sebagai standar industri untuk efisiensi pendinginan.⁴² Submer memperkenalkan robot otonom untuk pemeliharaan tangki imersi, menyederhanakan penanganan server.⁴³
Pertimbangan biaya memerlukan analisis yang cermat. Penerapan imersi komprehensif memerlukan tangki khusus, penyangga penahan beban, sistem deteksi kebocoran, dan peralatan penanganan pendingin yang mendorong biaya instalasi per rak melewati $50.000, kira-kira tiga kali lipat sistem udara yang setara.⁴⁴ Meretrofit situs yang beroperasi menambah kompleksitas karena plenum lantai, baki kabel, dan jalur daya memerlukan pengalihan rute sambil mempertahankan uptime.⁴⁵
Kematangan teknologi terus berkembang. Imersi tetap relatif belum matang dengan data historis minimal tentang performa dan keandalan jangka panjang.⁴⁶ Namun, adopsi yang dipercepat oleh hyperscaler dan penyedia infrastruktur AI membangun pengalaman operasional dengan cepat.
Stack teknologi pendinginan cair
Teknologi pendinginan yang berbeda menangani skenario penerapan yang berbeda. Pendekatan optimal bergantung pada kepadatan panas, infrastruktur yang ada, dan persyaratan operasional.
Pendinginan cold plate (direct-to-chip atau D2C) mewakili segmen dengan pertumbuhan tercepat.⁴⁷ Cold plate dipasang langsung ke komponen penghasil panas, mensirkulasikan cairan untuk menghilangkan beban termal. Pendekatan ini terintegrasi dengan infrastruktur rak yang ada lebih mudah daripada alternatif imersi.
Arsitektur hibrid menggabungkan beberapa pendekatan. CDU melayani sistem cold plate untuk komponen dengan panas tertinggi sementara RDHx menangani beban termal yang tersisa dari komponen berpendingin udara. Kombinasi ini memaksimalkan efisiensi pendinginan tanpa memerlukan penggantian infrastruktur penuh.
Kepatuhan OCP memastikan interoperabilitas. Nidec mengembangkan prototipe CDU Project Deschutes yang sesuai dengan spesifikasi Google Open Compute Project, dipamerkan di SC25.⁴⁸ Antarmuka terstandarisasi memungkinkan interoperabilitas komponen lintas vendor.
Evolusi kepadatan rak terus mendorong persyaratan. Menurut Omdia, rak di bawah 10kW mencakup 47% dari kapasitas terpasang pada tahun 2024, turun menjadi 38% pada tahun 2025.⁴⁹ Sementara itu, rak 10-20kW naik dari 27% menjadi 30%, dan rak 20-30kW naik dari 24% menjadi 28%.⁵⁰ Pergeseran kepadatan ini mempercepat adopsi pendinginan cair.
Vendor CDU utama dan perkembangan terbaru
Lanskap kompetitif mencakup perusahaan manajemen termal yang mapan dan pendatang baru yang menargetkan infrastruktur AI.
Vertiv menyediakan solusi CDU komprehensif dengan sumber daya edukatif yang menjelaskan dasar-dasar pendinginan cair. Inisiatif AI Hub perusahaan memposisikan teknologi CDU sebagai pusat infrastruktur generasi berikutnya.⁵¹
Schneider Electric memperkuat posisi pendinginan cairnya melalui akuisisi Motivair pada Februari 2025.⁵² Portofolio gabungan menangani RDHx, CDU, dan solusi pendinginan cair terintegrasi.
Supermicro merilis solusi skala rak NVIDIA Blackwell dengan CDU 250kW pada Juni 2025.⁵³ Sistem ini menunjukkan desain komputasi dan pendinginan terintegrasi untuk penerapan kepadatan maksimum.
Trane menawarkan CDU skala enterprise yang mencapai kapasitas 10MW untuk lingkungan hyperscale.⁵⁴ Perusahaan menekankan efisiensi energi dan integrasi dengan infrastruktur termal tingkat fasilitas.
Motivair mengembangkan RDHx ChilledDoor yang mencapai 72kW per rak bersama dengan platform CDU yang mencapai skala hingga 2,3MW.⁵⁵ Akuisisi Schneider memposisikan teknologi ini untuk penerapan global yang diperluas.
Submer mengkhususkan diri dalam pendinginan imersi dengan inovasi termasuk robot pemeliharaan otonom.⁵⁶ Pa
[Konten dipotong untuk terjemahan]
