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Hitachi, Ltd. 同社は、生成AIの普及に伴い増加しているデータセンターの消費電力を削減するGPU冷却用コールドプレートを開発した。AIデータセンターでは、サーバー内のGPUから発生する熱がコールドプレート内の冷却液によって回収され、ポンプ、チラー、冷却塔などを通じて外気へ放出される。 GPUの発熱量が増加し、設置台数が増えるにつれ、回収された熱を外部に放出するための冷却設備への負荷も高まり、消費電力も増加する。.
我々が開発したコールドプレートの試作機は、冷却液をGPU表面に沿って流す従来の構造とは対照的に、冷却液をGPUの発熱部へと導く独自の「U字型トンネルチャネル」構造を採用している。 この構造により、数千本の微細な流路を並列に配置することで、GPU周辺から大量の熱を迅速に回収することが可能となる。発熱部で熱を吸収した後、冷却液はU字型に折り返して出口へと流れ、冷たい冷却液と温かい冷却液が混ざり合うのを防ぎ、一貫して高い冷却性能を維持する。 その結果、従来よりも高温の冷却液であってもGPUを効率的に冷却できるほか、周囲の空気との温度差を活用することで熱を効率的に放散でき、冷却に必要な電力の30%削減が見込まれる。.
今後、日立はこの新開発のコールドプレートを起点とし、冷却システムの統合制御と組み合わせることで、同社のデジタルサービス「HMAX Data Center」の潜在能力を最大限に引き出す冷却技術の一つとして、さらなる開発を進めていく。 データセンターの効率性と安定性を向上させることで、日立は持続可能なデジタル社会インフラの構築に貢献する。.
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生成AIの急速な普及に伴い、多数のGPUを備えたデータセンターの数が増加しており、GPUの冷却は運用品質や電力効率に影響を与える重要な要素となっている。 データセンターでは、GPUから発生する熱はコールドプレート内の冷却液によって回収され、チラーや冷却塔を介して外気へ放出されるため、GPUの演算だけでなく冷却設備にも多大な電力が消費される。.
近年、約45°Cの冷却液を用いた高温水冷への関心が高まっている。 高温の冷却液を使用することで、周囲の空気との温度差を活用して効率的な放熱が可能となり、冷却時の消費電力を削減できる。しかし、高温水冷では、冷却液がコールドプレート内で過度に高温になる前に、発熱部品に到達させることが極めて重要だ。 従来のコールドプレートは、通常、冷却液がGPU表面に沿って流れる構造になっており、流路の終端に向かって冷却液の温度が上昇するため、発熱部品に低温の冷却液を均一に供給することが困難である。.
さらに、GPUからより多くの熱を回収するためには、流路をより細かい区間に分割して熱伝達面積を増やす必要がある。しかし、流路を細かく分割すると冷却液の流れが悪くなり、圧力損失も増大するため、冷却液を循環させるポンプにさらなる出力を求めるという課題が生じる。.
出典： PRTimes
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