Рідинне охолодження стає мейнстрімом: 2025 рік — переломний момент для інфраструктури ШІ

10 грудня 2025 Автор: Blake Crosley

2025 рік став роком, коли рідинне охолодження перейшло від передових технологій до базового стандарту. Більше не обмежуючись бутиковими розгортаннями чи експериментальними конструкціями, рідинне охолодження стало критично важливим фактором для інфраструктури ШІ.¹ Ринок імерсійного охолодження дата-центрів досяг $4,87 млрд у 2025 році і, за прогнозами, сягне $11,10 млрд до 2030 року із середньорічним темпом зростання 17,91%.² Ця зміна відображає фундаментальні зрушення в щільності потужності GPU, що робить повітряне охолодження недостатнім для робочих навантажень ШІ.

На середину 2025 року перехід до рідинного охолодження став операційним, стратегічним, повністю капіталізованим і вбудованим в інфраструктурні дорожні карти найамбітніших гравців галузі.³ Гіперскейлери, такі як Google, Meta, AWS і Microsoft, розгортають середовища з рідинним охолодженням у своїх найновіших об'єктах через збільшення щільності потужності від робочих навантажень ШІ та HPC.⁴

Фактори зростання щільності потужності

Споживання енергії GPU перевищило можливості повітряного охолодження для щільних розгортань ШІ.

Поточна щільність стійок

Середня щільність потужності стійок дата-центрів зросла на 38% з 2022 по 2024 рік, при цьому щільність потужності в кластерах ШІ тепер досягає 80–120 кВт.⁵ Конструкції стійок NVIDIA Blackwell досягають пікової щільності 132 кВт, а майбутні сервери Blackwell Ultra та Rubin потребуватимуть від 250 до 900 кВт на стійку.⁶

Повітряне охолодження не може ефективно відводити тепло при таких щільностях потужності. Фізика конвективного теплообміну обмежує ефективність повітряного охолодження незалежно від швидкості вентиляторів чи потужності кондиціонерів. Рідинне охолодження забезпечує принципово вищі коефіцієнти теплообміну, що дозволяє працювати з високою щільністю.

Термічні вимоги GPU

Сучасні GPU потребують точного контролю температури для оптимальної продуктивності та надійності. Термічне дроселювання знижує продуктивність, коли температура перевищує специфікації. Стабільне охолодження підтримує стійку продуктивність під важкими навантаженнями.

Рідинне охолодження забезпечує більш стабільну температуру, ніж повітряне. Пряме рідинне охолодження чипів відводить тепло безпосередньо від джерела, а не покладається на циркуляцію повітря через складну геометрію серверів. Ця стабільність підтримує передбачувану продуктивність для вимогливих робочих навантажень ШІ.

Технологічний ландшафт

Різні технології рідинного охолодження відповідають різним вимогам і контекстам розгортання.

Пряме охолодження чипів

Пряме рідинне охолодження чипів циркулює теплоносій через холодні пластини, прикріплені безпосередньо до GPU та інших компонентів, що виділяють тепло. Цей підхід забезпечує цільове охолодження для компонентів найвищої потужності, зберігаючи повітряне охолодження для елементів меншої потужності.

Supermicro випустила рішення NVIDIA Blackwell масштабу стійки з блоками розподілу теплоносія на 250 кВт, подвоївши попередню потужність.⁷ Збільшення потужності CDU відображає зростаючі вимоги до потужності GPU. Рішення прямого охолодження чипів масштабуються з поколіннями GPU.

Імерсійне охолодження

Однофазне імерсійне охолодження занурює сервери в діелектричну рідину, яка поглинає тепло через прямий контакт. Цей підхід усуває вентилятори та управління повітряним потоком, забезпечуючи рівномірне охолодження. SmartPod від Submer досягає 140 кВт на стійку з PUE від 1,03 до 1,1, порівняно із середньосвітовим показником 1,6–1,9 для традиційних об'єктів з повітряним охолодженням.⁸

Двофазне імерсійне охолодження випаровує діелектричну рідину на гарячих поверхнях, при цьому пара конденсується для повернення в рідинний басейн. Фазовий перехід забезпечує чудовий теплообмін. Microsoft тестувала двофазне імерсійне охолодження для кластерів навчання ШІ, повідомивши про 30% підвищення енергоефективності та збільшення надійності обладнання.⁹

Теплообмінники задньої дверцяти

Теплообмінники задньої дверцяти захоплюють відпрацьоване тепло на виході зі стійки, забезпечуючи перехідний варіант для об'єктів з інфраструктурою повітряного охолодження. Цей підхід зменшує навантаження на системи охолодження об'єкта без необхідності модифікації на рівні серверів. Технологія є мостом від повітряного до рідинного охолодження під час переходу об'єктів.

Динаміка розгортання

Основні розгортання 2025 року демонструють прихід рідинного охолодження в мейнстрім.

Партнерства постачальників

У лютому 2025 року Asperitas уклала партнерство з Cisco в рамках Cisco Engineering Alliance, поєднавши технології імерсійного охолодження з Unified Compute System від Cisco.¹⁰ Це партнерство підтверджує імерсійне охолодження для корпоративних розгортань за межами гіперскейлу.

У лютому 2025 року Submer вийшла на ринок проєктування, будівництва та обслуговування дата-центрів, щоб забезпечити розвиток інфраструктури ШІ.¹¹ Розширення від постачальника охолодження до провайдера інфраструктури відображає центральну роль рідинного охолодження в дата-центрах ШІ.

У березні 2025 року LiquidStack відкрила штаб-квартиру в Керроллтоні, штат Техас, потроївши виробничі потужності.¹² Розширення потужностей — відповідь на попит, що перевищив попередні виробничі можливості.

Регіональне впровадження

Північна Америка є основою впровадження завдяки масштабним розгортанням гіперскейл хмарних провайдерів. На усталених ринках дата-центрів у Вірджинії, Техасі та Орегоні рідинне охолодження стає стандартом для нових об'єктів, готових до ШІ.

Азійсько-Тихоокеанський регіон демонструє найвищі темпи зростання, оскільки Японія, Китай і Південна Корея активно розвивають кластери ШІ з рідинним охолодженням. Очікується, що регіон зафіксує найвищий середньорічний темп зростання 23,2% з 2025 по 2030 рік.¹³ Державні ініціативи в галузі ШІ стимулюють швидке розгортання інфраструктури з рідинним охолодженням.

Наслідки для планування

Організації, що планують інфраструктуру ШІ, повинні оцінити вимоги до рідинного охолодження для поточних і майбутніх розгортань.

Проєктування нових об'єктів

Нові об'єкти, готові до ШІ, повинні включати інфраструктуру рідинного охолодження з етапу проєктування. Модернізація значно дорожча та більш руйнівна, ніж початкове включення в проєкт. Проєкти об'єктів повинні передбачати як пряме охолодження чипів, так і імерсійні варіанти.

Розміщення блоків розподілу теплоносія, трасування трубопроводів і навантаження на підлогу для стійок, заповнених рідиною, потребують ранніх проєктних рішень. Механічні системи об'єкта повинні підтримувати відведення тепла рідинного охолодження поряд або замість традиційних чилерів.

Адаптація існуючих об'єктів

Існуючі об'єкти стикаються з більш складними рішеннями щодо впровадження рідинного охолодження. Витрати на модернізацію та операційні збої потрібно зважувати проти продовження повітряного охолодження з обмеженнями щільності. Деякі об'єкти можуть не підтримувати економічно доцільну модернізацію для рідинного охолодження.

Гібридні підходи, що розгортають рідинне охолодження для нової інфраструктури ШІ, зберігаючи повітряне охолодження для застарілих навантажень, забезпечують шляхи переходу. Гібридний підхід обмежує обсяг модернізації, водночас забезпечуючи підтримку робочих навантажень ШІ.

Операційні можливості

Рідинне охолодження вводить операційні вимоги, що виходять за рамки традиційного управління дата-центрами. Моніторинг якості теплоносія, виявлення витоків і спеціалізовані процедури обслуговування потребують навчання та інструментів. Операційні команди потребують експертизи в галузі рідинного охолодження.

Мережа з 550 польових інженерів Introl підтримує організації, що впроваджують інфраструктуру рідинного охолодження для розгортань ШІ.¹⁴ Компанія посіла 14-те місце в рейтингу Inc. 5000 2025 року з трирічним зростанням 9594%.¹⁵

Професійне розгортання в 257 локаціях по всьому світу забезпечує найкращі практики рідинного охолодження незалежно від географії.¹⁶ Експертиза впровадження знижує ризики під час технологічних переходів.

Структура прийняття рішень: технологія охолодження за типом навантаження

Практичні кроки: 1. Аудит поточної щільності: Виміряйте фактичне та потенційне споживання потужності стійки 2. Прогнозування дорожньої карти GPU: Плануйте 2-3-кратне збільшення поточної щільності протягом 3 років 3. Оцінка обмежень об'єкта: Оцініть доцільність модернізації порівняно з новим будівництвом 4. Розбудова операційної експертизи: Навчіть команди роботі з рідинним охолодженням до розгортання

Порівняння технологій

Ключові висновки

Для планувальників об'єктів: - Ринок рідинного охолодження: $4,87 млрд (2025) → $11,1 млрд (2030) із середньорічним зростанням 17,91% - Повітряне охолодження фізично недостатнє вище 50 кВт/стійка - Нові об'єкти для ШІ повинні включати рідинне охолодження з етапу проєктування

Для інфраструктурних команд: - Пряме охолодження чипів: масштабується з поколіннями GPU, націлене на найгарячіші компоненти - Імерсійне: PUE 1,03-1,1 проти 1,6-1,9 для повітряного охолодження (економія енергії 30%+) - Азійсько-Тихоокеанський регіон зростає найшвидше (23,2% CAGR) завдяки державним ініціативам ШІ

Для закупівель: - Supermicro: CDU на 250 кВт для рішень Blackwell масштабу стійки - Submer SmartPod: 140 кВт/стійка при PUE 1,03-1,1 - LiquidStack: потроїла виробничі потужності для задоволення попиту

Перспективи

Рідинне охолодження перейшло від нової технології до базової інфраструктури для розгортань ШІ. Організації, що планують інфраструктуру ШІ без можливостей рідинного охолодження, ризикують обмеженнями розгортання, оскільки потужність GPU продовжує зростати.

Економічне та операційне обґрунтування рідинного охолодження посилюється з кожним поколінням GPU. Раннє впровадження забезпечує операційний досвід і дозволяє уникнути поспішних переходів, коли повітряне охолодження досягне жорстких меж. 2025 рік знаменує момент, коли рідинне охолодження стало неминучим, а не опціональним для серйозної інфраструктури ШІ.

Посилання

Категорія: Інфраструктура та охолодження Терміновість: Висока — Технологічний перехід з негайними наслідками для планування Кількість слів: ~1800