隨著AI集群的激增，數據中心正面臨幾十年來指導設施設計的熱和電氣限制。機架密度急劇上升，給冷卻系統和電網連接帶來壓力。對於工程師和運營商來說，挑戰不再僅僅是增加容量，而是在不影響可靠性、可持續性目標或本地基礎設施的情況下，使為企業計算而建的設施適應AI規模的工作負載。
為紀念國際婦女節，Data Center Knowledge採訪了在數據中心生態系統中工作的三位女性，她們在應對這些壓力時做出了重要的基礎設施決策。她們的工作突出了數據中心如何在部署混合冷卻、工業化建設以及更智能的選址和擴展策略的同時，應對不斷增長的電力需求、冷卻限制和社區期望。
混合冷卻和工業化靈活性
Compass數據中心的首席創新官Nancy Novak著手解決一個現在很常見的問題：GPU集群推動機架密度超出傳統風冷系統的極限。"在許多環境中，GPU集群可以超過每個機架50千瓦，"Novak說。"傳統的風冷對於這些系統的熱密度是不夠的。"
由於大多數運營商仍然支持大型企業工作負載，全面轉向完全液冷系統將是昂貴和破壞性的。與Vertiv合作，Novak的團隊開發了一個混合冷卻平台，使得隨著AI部署的規模化，可以在機架和行級別逐步從風冷過渡到液冷。實際上，這意味著客戶可以在現有風冷系統旁邊引入直接晶片冷板或行級液體分配，並且只在需要的地方和時間將液冷系統上線。"它允許客戶在AI工作負載擴展時插入液冷，而無需拆除現有基礎設施，"Novak解釋說。
環境考慮和性能要求同樣塑造了設計。雖然液冷在熱效率上很高，但某些方法也會增加用水量——在缺水地區這是一個越來越難以承受的權衡。Novak的團隊承諾採用閉環方法來減少正常運營中IT冷卻的用水量。"工程會更複雜一些，但它確保我們不與當地社區爭奪水資源，"她說。
建設策略成為可持續性計算的一部分。通過採用模塊化、零件包方法並將大部分製造過程轉移到場外，團隊加快了部署速度，並通過AI優化的材料混合減少了混凝土的使用。根據Compass的數據，生命周期評估顯示，由於閉環設計，隱含碳比其行業基線方法低約18%，現場建設時間減少約25%，IT冷卻無用水消耗。
隨著AI基礎設施的擴展，Novak認為電力可用性和與公用事業的協調將定義下一階段。"我們已經達到了一個分水嶺時刻，"她說。"數據中心需要從被動的能源消費者轉變為電網的積極參與者。"這種轉變可能涉及對微電網的投資和與公用事業的更深層合作。"我們稱之為'先給予後索取'的方法，"她補充說。"如果數據中心幫助加強其周圍的基礎設施，好處會擴展到整個社區。"
重新思考AI基礎設施的位置
對於Pulsant數據中心環境和可持續性主管Helen Munro來說，過去一年最重要的基礎設施決策不是關於冷卻技術——而是關於地理位置。對AI和高性能計算的需求在英國各地都在加速。然而，該國的大部分產能集中在倫敦周圍，那裡的電力、土地和開發時間表都受到限制。
Munro的團隊選擇在這些中心之外擴展高密度計算能力。一個例子是Pulsant在Milton Keynes（Linford Wood）的擴建，旨在支持AI、機器學習和加速計算等密集型工作負載。"我們正在英國主要科技地區投資高密度計算能力，以滿足倫敦以外高性能基礎設施需求的激增，"Munro說。
該策略旨在更均勻地分布全國的數字基礎設施，利用電網可用性，同時支持地區科技生態系統。這也是關於管理責任："在英國，我們已經擁有可以使用和適應的數字基礎設施，以滿足AI需求的很大一部分，"她指出。"在可能的情況下，我們必須成為該基礎設施的良好管理者。"
升級現有設施帶來了自己的挑戰。AI工作負載需要專門的硬體和大量能源，而晶片、冷卻和電力供應鏈仍處於緊張狀態。同時，運營商必須管理擴張的環境足跡。冷卻仍然是該等式的一個組成部分；在Milton Keynes站點，Pulsant正在部署閉環系統以最小化用水量。"負責任的用水對我們來說是優先事項，"Munro說。"我們的大多數設施已經很少或不用水進行冷卻。"
隨著擴建仍在進行中，詳細的性能指標將通過即將到來的可持續性報告披露，以幫助客戶了解支持其工作負載的基礎設施的環境影響，Munro說。
除了技術複雜性之外，Munro強調了社區參與的重要性。"最緊迫的壓力是關於共同價值觀，"她說。"這是關於我們如何在日益動盪的環境中建設數字基礎設施的複雜性的同時尊重地方和人民。"
設計適應AI的設施
當一些運營商重新考慮在哪裡建設時，Compass數據中心創新和可持續性高級副總裁Amy Marks專注於設施本身如何隨著計算要求的發展而適應。Compass與包括Vertiv、Schneider Electric、Siemens和RK Industries在內的基礎設施合作夥伴合作，為設施準備更高密度的環境。一個結果是Novak描述的混合冷卻方法，它允許運營商在現有風冷系統旁邊引入液冷，並隨著工作負載的變化而切換。"它允許客戶在部署AI工作負載或IT環境發展時，快速將數據中心從風冷切換到液冷，"Marks說。
Compass還重新設計了圍繞這些系統的支撐基礎設施——多功能管道架、水撬、處理系統和機架級冷卻模塊——傾向於預製和工業化建設而不是傳統的現場建設。今天，該公司報告稱，其80%以上的設施都採用了預製設備、組件或預製構件。
"可持續性是我們評估任何設計改進時使用的鏡頭之一，"Marks說。基於工廠的生產使得在到達現場之前測試工程、運營和可持續性變化成為可能，並且更容易衡量影響。Compass引用相對於其基線減少18%的隱含碳和由其閉環架構驅動的IT冷卻強水利用效率（WUE）。"我們使用預製的可持續性收益是顯著的，這比傳統的現場工藝要高效得多，"她指出。她補充說，收益源於標準化設計、基於工廠的預製，以及實現持續改進和可重複測量的組織範圍的改善實踐。
Marks也強調了運營的社會許可。隨著大規模開發的擴展，公眾對能源、水和當地影響的審查正在加強。"最緊迫的問題是成為一個好鄰居，"她說。她補充說，運營商必須證明項目如何使他們建設的社區受益。"當你計劃在某個地方待一個世紀時，你建設的基礎設施要設計得持久。"
這些決策對AI基礎設施未來的意義
向AI規模基礎設施的過渡正在迫使做出幾年前難以想像的決策。冷卻策略必須適應持續攀升的快速上升的熱密度。選址策略必須考慮電網限制和區域韌性。建設方法必須提供速度、可重複性和可衡量的可持續性結果。能源策略必須從消費發展到與電網的合作。
每個選擇都帶來超越單個項目的影響。混合冷卻在近期可改裝性與持續可維護性和培訓要求之間取得平衡。分布式選址可以釋放電網容量並支持區域生態系統，但它引入了與延遲、許可和社區參與相關的考慮因素。預製提高了上市速度和質量保證，但引發了關於現場定製和供應商生態系統的問題。電網合作為韌性開闢了途徑，但取決於監管一致性和公用事業夥伴關係。對於行業專業人士來說，今天做出的決策不僅會影響AI生態系統的性能和成本，還會影響其長期的環境和社區影響。
Q&A
Q1：混合冷卻技術是什麼？它如何解決AI數據中心的散熱問題？
A：混合冷卻是一種能讓數據中心在機架和行級別逐步從風冷過渡到液冷的平台技術。它允許客戶在現有風冷系統旁邊引入直接晶片冷板或行級液體分配，只在AI工作負載需要時啟用液冷系統，無需拆除現有基礎設施。這種方法特別適合GPU集群超過50千瓦每機架的高密度計算環境。
Q2：為什麼Pulsant選擇在倫敦以外地區擴建AI數據中心？
A：因為英國大部分數據中心產能集中在倫敦周圍，那裡的電力、土地和開發時間表都受到限制。Pulsant選擇在Milton Keynes等地區擴建高密度計算能力，旨在更均勻地分布數字基礎設施，利用這些地區的電網可用性，同時支持地區科技生態系統發展，並充分利用現有的數字基礎設施資源。
Q3：工業化預製建設方式對數據中心建設有什麼好處？
A：預製建設可以顯著提高建設效率和可持續性。Compass數據中心報告顯示，80%以上的設施採用預製設備、組件或預製構件，實現隱含碳減少18%，現場建設時間減少約25%。工廠化生產還能在投入使用前測試工程和運營改進，更容易衡量環境影響，並通過標準化設計實現持續改進。
