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部署竞赛:为何冷却策略决定了 AI 的大规模成功

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尽管头条新闻聚焦于人工智能能力和芯片短缺,但全球数据中心内部正在悄然上演一场危机。最新的人工智能处理器 产生更多热量 比计算史上任何芯片都要高——每块芯片的功耗高达 1,200 瓦,并且还在不断攀升。这一基础物理挑战已成为人工智能部署的真正瓶颈,将市场赢家与失败者区分开来。

解决这一散热难题的组织不仅能够运行更低温的系统,还能比竞争对手提前数月部署 AI 功能,从每一兆瓦宝贵的电力中获取更多计算能力,并创造可持续的竞争优势,这些优势会随着时间的推移不断累积。您的散热策略已成为您的 AI 策略,它决定了您 AI 投资的盈利速度和扩展效率。

通过检查最近的市场数据,这一挑战的严重性变得清晰起来。 IDC 预测到90年,AI基础设施支出将达到约2028亿美元,但许多组织发现,其现有的冷却基础设施无法满足现代AI工作负载的散热需求。这种基础设施缺口正在催生新的竞争态势,其中热管理能力直接决定着市场定位。

为什么冷却现在是实现人工智能价值的关键途径

无法通过编码绕过的物理障碍

如今,每台 AI 服务器的功耗为 10-12kW,机架功耗甚至超过 100kW——这种强度是传统冷却方法无法承受的。相比之下,典型的企业服务器机架功耗为 5-10kW,这意味着功率密度提高了 10-20 倍。下一代芯片的功耗将超过 2,000W,机架密度将接近 600kW。

散热挑战不仅局限于单个处理器,还从根本上重塑了数据中心基础设施。随着人工智能硬件以每年快速的周期发展,企业必须设计能够适应不断升级的功率密度的冷却系统。如今 132kW 的机架需求正在推动强制采用 液体冷却解决方案因为传统的空气冷却根本无法消散这些高密度配置产生的热量。这带来了复杂的规划挑战:数据中心运营商必须同时支持当前的部署,并为下一代处理器准备基础设施,而下一代处理器将对散热需求产生更高的影响。

这并非未来之忧,而是当下部署的制约因素,导致人工智能计划延迟。那些将热管理视为战略重点而非事后诸葛亮的组织,将在产品上市时间上获得数月的竞争优势。

从成本中心到战略优势

传统观点认为冷却是一项必要的运营支出,这从根本上误解了其在现代人工智能基础设施中的作用。冷却效率直接决定了每兆瓦有限的电力能够释放多少计算能力。传统冷却系统的能耗高达 40% 的数据中心电力这在人工智能部署中创造了巨大的机会成本,因为每一瓦的计算能力都直接转化为商业价值。

实施先进冷却解决方案的组织能够在相同功率范围内实现 20% 的计算能力提升,从而有效地将冷却效率转化为额外的 AI 处理能力,而无需新增能源。随着功率限制成为 AI 基础设施扩展的主要限制因素,这种效率提升变得更加重要。

其经济影响巨大。对于典型的耗电1MW的企业AI部署而言,冷却效率提升20%意味着额外的计算能力200kW——相当于增加大约20台AI服务器,而无需额外的电力基础设施投资。

三部分决策框架

现在,冷却策略决策需要评估三个关键因素,每个因素都对业务有重大影响:

当前与未来的密度要求: 当每机架功率超过 50kW 时,传统冷却方案将变得不切实际,而两相解决方案在 100kW 以上时将具有显著优势。企业不仅要评估当前需求,还要评估未来 3-5 年的预计密度需求。行业分析表明,AI 工作负载的功率密度将继续以每年 15-20% 的速度增长,因此前瞻性的冷却架构至关重要。

部署时间表压力: 在竞争激烈的人工智能市场中,部署时间与市场优势直接相关。能够加快上市时间的解决方案通常能够带来更佳的业务成果,尽管前期成本较高。实施模块化冷却解决方案的组织报告称,与传统冷却改造相比,其部署时间缩短了 40-60%,并且通常在运营的第一年就能收回额外投资。

设施限制: 现有的电力和制冷基础设施对部署选项造成了严格的限制。混合部署方案能够在现有基础设施内实现有针对性的高密度部署,避免耗时 12-18 个月且耗资巨大的扩建项目。

复合优势

未来的人工智能处理器只会加剧散热挑战。无论是 AMD 的 小米300X 无论是谷歌、亚马逊和 Meta 的定制芯片,还是行业正在向更高的功率密度迈进,这带来了前所未有的散热需求。这些处理器均以最大化性能密度为设计目标,因此先进的热管理对于竞争激烈的 AI 部署至关重要。

如今,实施可扩展冷却架构的组织正在创造跨多代硬件的复合优势。最具前瞻性的运营商正在设计每机架 250kW 以上的功率,部署先进的热监控系统,并开发集成方法,将冷却、配电和计算资源优化为一个统一的系统。

人工智能基础设施的新现实

如今,市场明显分化,一部分企业将冷却视为战略要务,另一部分企业则将其视为战术挑战。随着2025年人工智能部署的加速,这一差距将进一步扩大。领先的运营商已经实现了以月而非年为单位的部署时间,从有限的电力资源中获取了显著更高的计算能力,并在降低能耗的同时实现了更可持续的运营。

可持续性的影响同样重要。传统冷却系统消耗高达40%的数据中心电力,而先进的冷却技术能够降低这一成本,直接支持运营效率和环境可持续性目标。

采取行动:前进的道路

增量式冷却方法的时代已经过去。想要在人工智能领域取得领先地位的组织必须从根本上重新思考其散热策略。这种转变要求企业将冷却基础设施视为人工智能功能的核心赋能器,而非仅仅将其作为支撑系统。

成功的实施始于全面的散热评估,该评估旨在根据预计的 AI 工作负载需求评估当前基础设施的功能。企业应在 AI 规划流程的早期阶段与散热技术提供商合作,以确保散热策略与部署时间表和业务目标保持一致。

最成功的AI部署会将冷却策略整合到初始基础设施规划流程中,而不是事后才考虑。这种集成方法可以加快部署速度、提高资源利用效率,并增强长期可扩展性。

在人工智能时代,您的冷却基础设施不仅支撑着您的技术,还决定着您能多快地从中创造价值。未来属于那些能够快速部署、高效扩展并适应快速变化的密度需求的人。问题不在于是否要转变您的冷却方式,而在于您能多快地完成转变。

Josh Claman 是 阿克塞尔修斯,直接芯片两相冷却技术的制造商。在 30 年的职业生涯中,克莱曼先生一直倡导变革性技术的力量,他帮助戴尔、NCR 和 AT&T 的业务不断发展和重新定位。