Американская компания Aligned Data Centers сообщила о разработке передовой системы воздушного охлаждения Delta Cube 3.0 (Delta3 3.0) для платформ гиперскейлеров, облачных площадок, а также дата-центров, ориентированных на задачи ИИ и НРС. Новинка создана в сотрудничестве со специалистами фирмы Munters.

Утверждается, что по сравнению с решением предыдущего поколения система Delta Cube 3.0 обеспечивает повышение энергоэффективности на 10 % и такое же увеличение охлаждающей способности при сохранении прежней занимаемой площади. Комплекс способен справляться с отводом тепла от стоек с общей мощностью оборудования до 50 кВт.

Источник изображения: Aligned Data Centers

Улучшения характеристик удалось добиться путём модернизации запатентованных теплообменников, усовершенствования конструкции приточных вентиляторов и электрических приводов. Реализован упрощённый доступ для проведения технического обслуживания. Кроме того, выполнена оптимизация, направленная на ускорение развёртывания. Подчёркивается, что технологии, лежащие в основе Delta³ 3.0, подкреплены обширным портфелем интеллектуальной собственности, включая более 50 выданных патентов и свыше 500 патентных заявок.

Благодаря повышению производительности при неизменных габаритах Delta³ 3.0 позволяет операторам дата-центров масштабировать вычислительные ресурсы по мере роста нагрузок без комплексного перепроектирования площадок. Платформа Delta Cube 3.0 может быть интегрирована с СЖО Aligned Data Centers DeltaFlow для создания гибридной архитектуры.

Компания Alexium International Group, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, предлагает интегрировать в материал стен дата-центров специальные микрокапсулы для создания «пассивного теплового буфера». Такое вещество в случае выхода из строя системы охлаждения сможет в течение определенного времени накапливать тепло, удерживая температуру в помещении на одном стабильном уровне.

Идея заключается в применении микрокапсулированного материала с фазовым переходом (mPCM), который замешивается в состав гипсокартона, газобетона или штукатурки для отделки ЦОД. Когда температура воздуха в машинном зале превышает определённый порог, состав внутри капсул начинает плавиться: этот процесс сопровождается поглощением большого количества тепла, что защищает оборудование от быстрого перегрева и отключения. Когда охлаждение восстанавливается и температура падает, вещество в капсулах снова застывает, отдавая накопленное тепло в вентиляцию.

Источник изображения: unsplash.com / Winston Chen

Утверждается, что плита толщиной 15 мм, содержащая 3 кг капсул на 1 м², может обеспечить такую же теплоаккумулирующую способность, как примерно 9 см бетона. Капсулы способны выдерживать 10 тыс. термических циклов без заметных изменений в характеристиках, что эквивалентно примерно 30 годам эксплуатации.

Температура плавления вещества может быть оптимизирована под конкретный сценарий эксплуатации дата-центра. В случае сбоя в системе охлаждения предложенный подход даёт инженерам необходимое время на решение проблемы до того, как сработает аварийное отключение серверов. Кроме того, микрокапсулы способны сглаживать ежедневные температурные колебания, что особенно важно при резком росте вычислительных нагрузок.

Президент РФ дал поручение правительству России рассмотреть возможность расширения производства систем иммерсионного охлаждения для отечественных центров обработки данных (ЦОД). Это поручение вошло в перечень задач, которые были утверждены главой государства по итогам выставки технологических компаний. Разработка подобных СЖО ведётся в России довольно давно, в том числе для отечественных суперкомпьютеров.

Правительству предлагается рассмотреть вопросы об оказании поддержки в реализации проектов, в том числе в части, касающейся «организации при участии ПАО “Сбербанк России”, ООО “Яндекс”, иных заинтересованных организаций масштабирования производства систем иммерсионного охлаждения для российских центров обработки данных». Доклад по этому вопросу необходимо подготовить до 1 декабря 2026 года.

Источник изображения: GIGABYTE

Технология иммерсионного охлаждения, обеспечивающая отвод тепла от серверов и электронных компоненты благодаря их полному погружению в специальную диэлектрическую жидкость с высокой теплопроводностью и устойчивостью к электрическим зарядам, отличается целым рядом преимуществ, особенно для высоконагруженных HPC-систем. В их числе более высокая по сравнению с воздушным охлаждением энергоэффективность, возможность более плотного размещения оборудования и продление сроков его службы. Впрочем, и недостатков она не лишена.

Компания Visionbay.ai, подразделение Foxconn, представила референсный проект ИИ-фабрики нового поколения K-1 для платформы NVIDIA Vera Rubin с электропитанием 800 В DC и технологиями терморегуляции Vertiv. Использование стандартизированной LVDC-архитектуры создаёт условия для дальнейшего повышения плотности ИИ-инфраструктуры. При этом сохраняется возможность гибкой модернизации уже действующих объектов.

Вместо полного одномоментного перехода на новые технологические решения предлагается поэтапное внедрение распределения питания 800 В DC там, где это целесообразнее всего. Такой подход даёт возможность операторам ЦОД подготовиться к появлению новых поколений ИИ-систем без необходимости масштабной разовой модернизации инженерной инфраструктуры зданий.

Предложенная архитектура предполагает использование центров электропитания на уровне кластеров (cluster-level power centers) с централизацией преобразования переменного тока в постоянный (AC/DC) и распределяют питание 800 В DC ближе к вычислительным ресурсам. Поддерживается модульное расширение, возможно создание типовых инфраструктурных блоков для масштабирования ИИ-фабрик.

Источник изображения: NVIDIA

K-1 отражает системный подход NVIDIA к проектированию ИИ-фабрик. С таким подходом электропитание, охлаждение и вычислительные ресурсы сразу разрабатываются как единая система. Поддержка инфраструктуры с СЖО, масштабируемого распределения электроэнергии и будущих систем класса Vera Rubin позволяет партнёрам экосистемы превращать референсную архитектуру ИИ-фабрик NVIDIA в готовую к развёртыванию инфраструктуру для нового этапа ускоренных вычислений. Примером реализации такой инфрастуркутуры стало предложение Supermicro.

Власти Сингапура представили стандарт SS 726:2026, имеющий важное значение для индустрии ЦОД. Утверждается, что это первый в мире национальный стандарт, посвящённый использованию систем жидкостного охлаждения (СЖО) в ЦОД, функционирующих в тропиках. Разработкой занималось Управление по развитию инфокоммуникационных средств массовой информации Сингапура (Infocomm Media Development Authority, IMDA) и агентство Enterprise Singapore (EnterpriseSG) через подведомственный ему совет Singapore Standards Council (SSC), руководящий национальной системой стандартизации.

В подготовке стандарта принимали и представители отрасли, включая AirTrunk, Meta✴, ST Telemedia Global Data Centres (STT GDC) и Open Compute Project (OCP). Его появление прежде всего связано с быстрым ростом ИИ-нагрузок, поскольку всё более производительные ускорители сказываются на плотности размещения оборудования и объёмах тепла, требующего отведения от серверов. Однако жаркий и влажный климат препятствует его эффективному отводу при использовании традиционных систем охлаждения. По данным сингапурских властей, переход на СЖО потенциально позволяет снизить энергопотребление ЦОД более чем на 30 % в сравнении с системами воздушного охлаждения.

Источник изображения: Mike Enerio/unsplash.com

ЦОД в Сингапуре очевидно страдают от высокой температуры окружающей среди и высокой влажности. Стандарт SS 726:2026 призван обеспечить эффективную эксплуатацию СЖО именно в таких условиях. Он затрагивает весь жизненный цикл систем, от их планирования и проектирования до ввода таких систем в эксплуатацию, собственно работы, техобслуживания и управления рисками.

Так, стандарт касается:

• вопросов, связанных с нагрузками на полы дата-центров;
• критериев проектирования охлаждающих контуров и оборудования;
• подбора материалов для труб СЖО;
• требований к качеству охлаждающей жидкости;
• мониторинга и управления системой.

Примечательно, что стандарт посвящён только системам непосредственного отвода тепла от CPU, GPU, TPU и др., прочие системы охлаждения, включая двухфазные и гибридные, в нём не рассматриваются. Специальное внимание уделяется рискам утечек, надёжности и интеграции СЖО с уже имеющимися системами воздушного охлаждения. Кроме того, стандарт помогает добиваться устойчивой эксплуатации ЦОД, эффективности использования электричества и воды. Так, он учитывает рекомендации местного регулятора Public Utilities Board (PUB) по расчётам WUE у ЦОД с СЖО.

Условия тропиков означают дополнительные риски для проектов ЦОД, поскольку высокая температура и влажность способствуют коррозии и биологическому загрязнению систем охлаждения, в т.ч. биоплёнок в жидкости. В результате контроль состояния охлаждающих жидкостей, материалов и самой системы в целом не менее важен, чем выбор подходящего оборудования. При разработке SS 726:2026 учитывались уже имеющиеся международные наработки, включая спецификации и рекомендации OCP и ASHRAE.

По мнению авторов стандарта, появление единого подхода в отношении СЖО в тропиках поможет упростить взаимодействие операторов ЦОД, поставщиков оборудования и заказчиков при реализации проектов ЦОД и эксплуатации жидкостных систем. В AirTrunk, Meta✴, OCP и STT GDC стандарт считается основой для более широкого внедрения таких систем и формирования общеотраслевых практик.

В стране, где последовательно наращивают вычислительные мощности и одновременно есть жёсткие ограничения по использованию электроэнергии и воды, подобный подход должен упростить строительство ЦОД и модернизацию уже имеющихся объектов. В августе сообщалось, что Сингапур нашёл 200 МВт для строительства новых ЦОД, но в перспективе предполагается реализация ещё более масштабных проектов.

Согласно анализу Schneider Electric, архитектура систем охлаждения может решающим образом сказаться на использовании ЦОД электроэнергии и воды. Компания подчёркивает, что операторы ЦОД должны уделить таким системам повышенное внимание ещё на этапе проектирования, сообщает The Register. Правда, она может иметь заинтересованность в некоторых выводах.

В докладе Water Usage at AI Scale: Insights from a 100 MW Comparative Analysis эксперты компании смоделировали четыре варианта ЦОД с разными системами охлаждения, от традиционной воздушной до оптимизированных СЖО. В документе делается вывод, что переход от воздушных систем к жидкостным не только неуклонно повышает энергоэффективность, но и способен снизить потребление воды там, где водных ресурсов не хватает. Дополнительно в исследовании смоделировано влияние расположения объекта на эффективность каждого варианта охлаждения. В частности, в расчёт принимались годовые погодные условия в Париже (Франция) и Далласе (Техас, США).

Данные Schneider показывают, что больше всего воды потребляется системой с традиционным воздушным охлаждением в Далласе, переход на СЖО с теплоносителем температурой +45°C снижает потребление воды минимум вдвое. В компании подчёркивают, что местоположение, рабочая температура и архитектура охлаждения во многом определяют потребности объекта в воде, даже без учёта перехода индустрии на высокоплотные ИИ-системы. Водопотребление во многом определяется оборудованием, применяемым для отвода тепла из вычислительного зала. При прочих равных объекты с градирнями требуют в 5–20 раз больше воды, чем «сухие» системы.

Источник изображения: Schneider Electric

В первом из рассмотренных сценариев моделировалось использование традиционного воздушного охлаждения. Второй предусматривает применение СЖО с температурой теплоносителя +32°C (такая архитектура характерна для ранних ИИ ЦОД). В третьем варианте применяется то же оборудование, но температура повышена до +45°C. Наконец, в четвёртом варианте оборудования используется меньше, поскольку система изначально рассчитана на теплоноситель температурой +45°C. Это позволяет сэкономить на оборудовании и снизить капитальные затраты.

Утверждается, что теплоноситель с большей температурой обеспечивает значимую экономию воды, поскольку в этом случае расширяется спектр условий, при которых охлаждение с помощью «уличного» воздуха» может избежать применения механических затрат. Эксперты рекомендуют оценивать водопотребление на ранних этапах проектирования и рассматривать альтернативные источники воды для снижения нагрузки на ресурсы местных жилых сообществ.

Проблема остро стоит в США, где за последние десять лет расход воды дата-центрами вырос втрое. ИИ ЦОД в США в жаркие дни способны потреблять воды, как Нью-Йорк целиком. Это особенно важно на фоне усиливающегося противодействия жителей, активистов и политиков строительству новых ЦОД. Тем временем в Великобритании правительство обвиняют в игнорировании дефицита воды и продвижение строительства всё новых ИИ ЦОД.

Schneider полагает, что эффективность использования воды следует оценивать комплексно. Оптимальную систему следует выбирать с учётом значений PUE и WUE, а также стоимости электричества и воды на местах. У Schneider, конечно, имеется собственный коммерческий интерес в таких выводах. В 2024 году она приобрела 75 % акций компании Motivair, специализирующейся на системах жидкостного охлаждения. Оставшиеся акции планируется выкупить к 2028 году.

NVIDIA запустила NVIDIA DSX Ready — программу сертификации продуктов и решений партнёров, которые соответствуют требованиям эталонного проекта ИИ-фабрики NVIDIA DSX. На начальном этапе программа включает две категории: аккумуляторные энергохранилища (BESS) и блоки распределения охлаждающей жидкости (CDU). Для каждой из категорий указаны требования к продуктам и оценка в рамках программы, что поможет упростить оценку предложений, снизить риски, связанные с интеграцией, и ускорить внедрение решений.

Платформа NVIDIA DSX объединяет проектирование и эксплуатацию ИИ-фабрики, сетевых технологий, энергоснабжения, охлаждения, инфраструктуры и ПО. Она упрощает проектирование и эксплуатацию фабрику как единой системы с учётом имеющихся ограничений по энергоснабжению, охлаждению, водоснабжению и электросетям.

Системный подход позволяет путём оптимизации одной части фабрики устранить узкое место в другой. NVIDIA DSX Ready предлагает поставщикам систем энергоснабжения и охлаждения ориентиры для создания на основе эталонных проектов сертифицированных решений, а разработчикам — более понятный способ поиска и оценки таких решений.

Источник изображения: NVIDIA

На данный момент программа DSX Ready включает сертифицированные решения BESS от Hitachi Energy, LG Energy Solution и Tesla, а также сертифицированные решения CDU от LG Electronics, LiquidStack и Vertiv. Со временем будут добавлены категории, охватывающие инфраструктуру и ПО.

Для поставщиков BESS партнёры проводят необходимые квалификационные испытания и предоставляют подтверждающие данные для рассмотрения и утверждения NVIDIA. Прохождение квалификации не заменяет собой инженерную проверку на уровне площадки. Для поставщиков CDU предусмотрен набор инструментов для самосертификации CDU, позволяющий определить степень соответствия решения требованиям NVIDIA.

Южнокорейская LG представила центробежную систему воздушного охлаждения ИИ ЦОД Air-Cooled Centrifugal Chiller, не нуждающуюся в масле. В компании утверждают, что система разработана, чтобы повысить энергоэффективность и обеспечить процесс непрерывного охлаждения, сообщает Datacenter Dynamics.

В основе конструкции лежит центробежный компрессор с безмасляными магнитными подшипниками. В LG утверждают, что подобная конструкция снижает механические потери от трения и обеспечивает более эффективное сжатие. Отдельный датчик, встроенный в систему подшипников, регистрирует положение оси вращения и зазор, а алгоритмы машинного обучения позволяют адаптировать режимы работы, помогая компенсировать скачки нагрузки. Обеспечено резервное электроснабжение, позволяющее снизить риск повреждения подшипников при остановке вала. Оптимальная производительность восстанавливается всего через три минуты после восстановления электроснабжения.

Для снижения нагрузки на компрессор дополнительно используется фрикулинг. По данным LG, теплоноситель циркулирует без промежуточного теплообменника и не предусматривает использования состава на основе гликоля — это упрощает обслуживание, а также сводит к минимуму потери тепла и давления. Это означает, что ЦОД потребляет на 30 % меньше энергии в сравнении с традиционными фрикулинг-системами. LG не раскрывает, сколько тепла способна отводить система, но заявила, что доступны варианты 480–600 тонн охлаждения на модуль. Возможна конфигурация в соответствии с требованиями отдельных дата-центров.

Источник изображения: LG

Также LG расширяет возможности управления оборудованием с помощью системы Data Center Cooling Management (DCCM). Это ПО обеспечивает интегрированный мониторинг и управление сложной инфраструктурой охлаждения, включая модули распределения охлаждающей жидкости (CDU), центробежные чиллеры и пр. Система поддерживает бесперебойную работу оборудования благодаря раннему обнаружению сбоев и диагностики с помощью специальных датчиков, также обеспечивается оптимизация в реальном времени с учётом текущих нагрузок и др.

Собственная технология LG Core Tech стала основой новой системы и включает различные компоненты, от компрессоров до электродвигателей, инверторов и магнитных подшипников. LG самостоятельно разрабатывает и выпускает эти компоненты, а затем интегрирует их в готовые системы для оптимизации производительности, обеспечения доступности запчастей и минимизации времени реагирования на инциденты при техобслуживании.

AirTrunk и Emergence Quantum (EQ) подписали меморандум о взаимопонимании с целью изучить возможности криогенного охлаждения оборудования дата-центров, сообщает Datacenter Dynamics. Компании полагают, что криогенное охлаждение способно значительно повысить быстродействие и энергоэффективность современных кремниевых чипов. Кроме того, его рассматривают как основу для прочих перспективных вычислительных систем, включая квантовые.

Партнёрство позволит объединить компетенции компаний в сфере криогенных вычислений, теплотехники, квантовых технологий, архитектуры дата-центров с применением реальных технико-экономических моделей, позволяющих оценить и подтвердить потенциальные преимущества в производительности «криогенных» ЦОД.

Партнёрство — часть более широкого проекта AirTrunk по созданию инфраструктуры ЦОД, готовой к размещению систем для квантовых вычислений. Криогенное охлаждение предполагается интегрировать в общую инфраструктуру кампусов. В компании подчёркивают, что об условиях работы при низких температурах известно десятилетиями, но сложность и стоимость охлаждения препятствовала массовому использованию высокоэффективных криосистем. Масштабы современных ЦОД и уменьшение размеров транзисторов кардинально меняют ситуацию и теперь «наступила эпоха криогенных вычислений».

Источник изображения: Keeyahtay Lewis/unsplash.com

Emergence Quantum основана в 2025 году выходцами из Сиднейского университета в качестве научно-исследовательской структуры. Она специализируется на интегрированной криогенной электронике и квантовых вычислениях. В EQ подчёркивают, что для криогенные ЦОД — неизбежная реальность. Такая технология охлаждения необходима для высокопроизводительных кремниевых чипов, сверхпроводящих логических модулей и, в конечном счёте, квантовых вычислений.

Пока большинство квантовых компьютеров размещали в лабораториях и специальных вычислительных центрах, на корпоративных площадках или на объектах, управляемых компаниями, занимающимися квантовыми вычислениями. Тем не менее всё больше таких систем размещают в коммерческих колокейшн-ЦОД, предназначенных для установки собственного оборудования клиентов на инфраструктуре оператора.

Дополнительно проводятся исследования, связанные с применением криогенных систем охлаждения для «неквантового» вычислительного оборудования. Предполагается, что исследования, в которых CMOS-чипы работают при экстремально низких температурах с охлаждением жидким азотом, потенциально способны значительно повысить их производительность и энергоэффективность.

Немецкие исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) в сотрудничестве с японскими коллегами из Университета Цукубы (University of Tsukuba) разработали прототип твердотельной системы охлаждения для дата-центров, которая  способна функционировать без электричества. Предполагается, что предложенная технология в перспективе поможет существенно снизить энергозатраты ЦОД.

Твердотельные кулеры используют термоэлектрические материалы, которые при подаче энергии могут создавать разницу температур. Такие изделия отличаются небольшими размерами, однако по эффективности они серьезно уступают традиционным воздушным и жидкостным решениям.

В новой работе исследователи задействовали метод эластокалорического охлаждения, основанный на использовании полупроводниковых материалов с эффектом памяти формы. Принцип действия таких систем сводится к тому, что при механической нагрузке кристаллическая структура материала меняется и он нагревается, а при снятии нагрузки — возвращается в исходное состояние и охлаждается.

Как и другие виды твердотельного охлаждения, эластокалорические системы традиционно требовали электричества для изменения свойств применяемых сплавов — например, с помощью специальных актуаторов. Команде специалистов из Германии и Японии удалось обойти это ограничение, используя вместо активных компонентов тепло, выделяемое самими охлаждаемыми объектами (компьютерными чипами).

Источник изображения: KIT/Ella Maru Studio

Новая конструкция выполнена на основе двух сверхтонких плёнок из никель-титанового сплава с эффектом памяти формы. Одна из них при нагреве сжимается, преобразуя тепловую энергию в механическую работу. Вторая плёнка под воздействием циклической нагрузки охлаждается благодаря обратимым изменениям в кристаллической структуре. Таким образом, тепло от серверов само инициирует процесс охлаждения — без необходимости дополнительных энергозатрат. По сути, специалисты продемонстрировали концепцию охлаждения без использования электричества.

«Ключевое нововведение заключается в том, что мы объединяем две взаимодополняющие функции сплавов с эффектом памяти формы: одна плёнка преобразует тепло в механическую работу, а другая — эту работу в холод», — объясняет доктор Цзинъюань Сюй (Jingyuan Xu), руководитель группы исследователей лаборатории ZEco Thermal Lab Института микроструктурных технологий KIT.

Правда, эффективность предложенного решения невысока. При температуре на первой из двух плёнок в 86 °C прототип обеспечил перепад температур в 4 °C на уровне компонентов. Для сравнения, традиционные системы воздушного и жидкостного охлаждения способны понижать температуру на 10–20 °C. В дальнейшем разработчики рассчитывают улучшить свою технологию, создав компактные изделия, которые смогут найти практическое применение в дата-центрах. На системы охлаждения в ЦОД может приходиться до 40 % от общих энергозатрат. Поэтому внедрение решения, которому не требуется электричество, теоретически может обеспечить огромную экономию — особенно, когда речь идёт о масштабных площадках гиперскейлеров и облачных провайдеров.