Wie intelligentere Kühlungsentscheidungen den Energieverbrauch von KI senken können

Künstliche Intelligenz (KI) entwickelt sich weiter, und damit auch die Anforderungen an die dahinterstehende Infrastruktur. Für alle, die ein nachhaltiges System aufbauen möchten, wirft dieses Wachstum jedoch eine entscheidende Frage auf: Wie sieht ein energieeffizientes Rechenzentrumssystem aus?

Während sich angesichts der rasanten Skalierung der KI zu Recht ein Großteil der Aufmerksamkeit auf die Kontrolle des Energieverbrauchs größerer Systeme konzentriert, ist es ebenso wichtig, den Energieverbrauch für die Wartung dieser wachsenden Systeme, insbesondere im Hinblick auf die Kühlung, nicht zu vergessen.

KOMMENTAR

Die Kühlung spielt eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung der aufsteigenden Wärme von Hochleistungschips und dichten Rack-Konfigurationen. Laut dem US-Energieministerium kann allein die Kühlung bis zu 40 % des Stromverbrauchs eines Rechenzentrums ausmachen . Angesichts der zunehmenden Verbreitung von KI ist die Kühlung daher eine wichtige Möglichkeit, Nachhaltigkeitsgewinne zu erzielen.

Die Umstellung auf Flüssigkeitskühlung

Traditionell setzen Rechenzentren auf Luftkühlung, bei der gekühlte Luft durch Doppelböden geleitet wird, um die Wärme zu regulieren. Doch mit steigendem Wärmebedarf reicht die Luftkühlung oft nicht mehr aus. Immer mehr Einrichtungen setzen daher auf Flüssigkeitskühlung, die deutlich energieeffizienter ist.

Von Kühlwasserkreisläufen über Direct-to-Chip-Kühlung bis hin zu Immersionsystemen setzen Betreiber zunehmend auf diese Methoden, um Wärme effektiver zu übertragen, die Gerätegröße zu reduzieren und höhere Rechendichten zu unterstützen. Dies führt letztendlich zu einer Steigerung der Rechenleistung ohne Vergrößerung des physischen Platzbedarfs und spiegelt sich im Markt wider: Analysten erwarten ein Wachstum der Flüssigkeitskühlung von 2,84 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 auf über 21 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 .

POWER ist führend in der Berichterstattung über Rechenzentren, insbesondere im Hinblick auf die Energieversorgung von Technologieunternehmen für ihre KI-Projekte. Lesen Sie unseren POWER -Leitfaden „ Rechenzentren im Fokus “ und registrieren Sie sich noch heute für unsere erste Data Center POWER eXchange- Veranstaltung am 28. Oktober in Denver, Colorado.

„Flüssigkeitsgekühlte Rechenzentren ermöglichen bis zu 50 % mehr Rechenleistung mit höherer Kerndichte (480.000 Kerne gegenüber 320.000) bei gleichem oder sogar geringerem IT-Stromverbrauch als luftgekühlte Systeme“, erklärt David Gyulnazaryan, Direktor und leitender Berater bei Impleon. „Dieser Wandel erhöht die zulässige Wassertemperatur (von 16 °C auf bis zu 44 °C), wodurch die Kühlsystemleistung von 1,8 MW auf 1,6 MW oder bei Immersion sogar auf 0,2 MW reduziert und die gesamte Strominfrastruktur entlastet werden kann.“ In einigen Fällen konnten Rechenzentren ihren Kühlstromverbrauch von 5,5 MW auf nur 3,8 MW senken.

Energieinfrastruktur und Betriebsgewinne

Für Rechenzentrumsbetreiber ist eine verbesserte Kühlsysteminfrastruktur entscheidend für einen geringeren Energieverbrauch und niedrigere Langzeitkosten. Betreiber können die Energieinfrastruktur und die Betriebskosten insbesondere durch die Optimierung der Investitionsausgaben (CAPEX) durch den Einsatz von biobasiertem Propandiol als Alternative zu Propylenglykol deutlich senken. Diese Effizienzsteigerungen lassen sich vor allem in zwei Bereichen realisieren:

Reduzierter Bedarf an elektrischer Infrastruktur: Bei der Konstruktion, Nachrüstung oder Erweiterung eines Flüssigkeitskühlsystems ermöglichen Flüssigkeiten mit niedrigerer Viskosität bei niedrigen Temperaturen, wie Susterra Propandiol, den Einsatz kleinerer Pumpen. Dies reduziert den mechanischen Aufwand für eine effiziente Zirkulation des Kühlmittels, was wiederum eine Verkleinerung der elektrischen Infrastruktur und geringere Investitionskosten ermöglicht.

Geringerer Energieverbrauch der Pumpe: Kleinere Pumpen reduzieren den Infrastrukturbedarf und senken gleichzeitig den laufenden Energieverbrauch des Systems. Da weniger Energie für die Zirkulation von Flüssigkeiten mit niedrigerer Viskosität benötigt wird, können die langfristigen Betriebskosten gesenkt werden.

Mit dem richtigen Systemdesign können Flüssigkeiten wie Susterra eine effizientere Kühlung unterstützen und gleichzeitig Energie- und Kostenvorteile bieten, die sich alle im ESG-Reporting des Rechenzentrums widerspiegeln können.

Neue Fluidtypen für langfristige Leistung

Um die Vorteile der Flüssigkeitskühlung zu maximieren, sollten Betreiber außerdem auf biobasierte Wärmeträgerflüssigkeiten aus erneuerbaren Quellen statt auf erdölbasierte Flüssigkeiten umsteigen. Biobasierte Flüssigkeiten können die Leistung von fossilen Glykolen erreichen oder übertreffen und tragen gleichzeitig weniger zum Gesamtenergieverbrauch und den Emissionen bei.

Susterra Propandiol beispielsweise ist ein erneuerbares Glykol, das in Glykol-Wasser-Gemischen für Flüssigkeitskühlungen, einschließlich Direct-to-Chip-Systemen und Anlagenkreisläufen, verwendet wird. Obwohl es keine Immersionsflüssigkeit ist, eignet es sich gut zur externen Kühlung von Immersionstanks. Seine chemische Stabilität bei erhöhten Temperaturen minimiert die Bildung von Abbauprodukten wie Glykolaten und reduziert den Nitritabbau durch Oxidation. Diese Eigenschaften können die Lebensdauer der Flüssigkeit und die thermische Konsistenz verbessern und die Systeme langfristig energieeffizienter machen.

Da wir die Nachfrage decken möchten, tragen wir die Verantwortung, intelligenter zu bauen. Ob beim Hardware-Design oder bei den Betriebsmitteln – durchdachte Entscheidungen werden die Zukunft einer grüneren und widerstandsfähigeren digitalen Welt prägen.

— Jessica Gallagher ist Susterra Marketing Manager für Amerika bei Primient Covation .