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Bereits bei 30 kW wird es schwierig. Ab hier stößt die Luftkühlung an ihre Grenzen. Denn dann kann sie die Wärme nicht mehr ausreichend aus dem Serverrack abführen. Doch KI-Anwendungen werden schon bald über 150 kW Kühlleistung pro Rack erfordern. Wie lässt sich das technisch lösen?
Hierfür hat Rittal die Coolant Distribution Unit (CDU) im kompakten Rack-Format entwickelt, die mit Wasser über 1 MW Kühlleistung für einphasige direkte Flüssigkeitskühlungen von Serverracks liefert. „Wichtig war uns, gleich das Handling im Betrieb mitzudenken. Trotz neuer Technologie sollte sich das System mit möglichst gewohnten Abläufen servicieren lassen“, sagt Michael Nicolai, Leiter Rittal IT Vertrieb in Deutschland. Wie das funktioniert? Mit Modularisierung und dem Open Rack V3, dessen Entwicklung Rittal im Open Compute Project (OCP) vorangetrieben hat: Die Stromversorgung erfolgt über die standardisierte DC Busbar im Rack. Nach diesem Vorbild wird der Server auch mit Anschlüssen im Rack an den zentralen Wasserkreislauf gekoppelt. Funktionseinheiten der CDU wie die Controller Unit und mehrere Kühlmittel-Fördereinheiten (CCUs) sind vollständig modular. Vorteil beim Service: Die Einschübe können wie Server gezogen werden – und zwar per „Hop Swap“ im laufenden Betrieb.
Schneller Um- und Einstieg
Neben der Liquid-to-Liquid-Version plant Rittal auch Liquid-to-Air-Versionen, die ohne Facility-Wasseranschluss auskommen. „Die Liquid-to-Liquid-Lösung war ein Publikumsmagnet auf den Messen. Solche Installationen werden vor allem Hyperscaler als Technologietreiber in hoher Stückzahl einsetzen“, sagt Nicolai, „vorher werden wir sie aber ausgiebig testen. Es sind noch viele weitere Fragen zu klären. Worauf kommt es bei der Verrohrung für den gebäudeseitigen Primärkreislauf an? Was ändert sich durch die hohe Leistungsdichte bei der Stromverteilung? Wie wirkt sich DLC auf den Service im Betrieb und letztlich das gesamte Rechenzentrum aus? Auch dafür bringen wir unsere Erfahrungen ein und kennen die passenden Anbieter.“
Know-how zusammenbringen
Die Ansätze der internationalen Hyperscaler werden mittelfristig wohl die Standards in der Industrie setzen. Darauf kann die agile Colocation-Branche aber nicht warten. „Die meisten Colocators sind hochgradig kundenorientiert und wollen schon jetzt ihren Kunden schnellstmöglich gute Voraussetzungen für KI und HPC bieten“, erläutert Nicolai.
Hier kommen die Liquid-to-Air-Versionen ins Spiel, welche die Prozessoren mit Wasser kühlen, aber die Wärme über die Rücktür oder Seitenkühler an die Luft abgeben. Sie erreichen zwar nicht die Kühlleistung und Effizienz der Liquid-to-Liquid-Lösungen, können aber schneller in Rechenzentren ohne Wasseranschluss eingesetzt werden. Mit Ihnen können Colocators eigene Tests mit weniger Aufwand und Investition bewerkstelligen oder für ihre Kunden einzelne „HPC-Inseln“ in luftgekühlten RZ schaffen.
„Damit haben diese Versionen eine Hebel-Funktion, um Direct Liquid Cooling als Enabling Technology für KI überhaupt in die Rechenzentren zu bringen“, sagt Michael Nicolai, „Anbieter wie Rittal sowie Planer, Projektentwickler und die Anwender müssen jetzt schnell ihr gesamtes Know-how zusammenbringen, um die Umbrüche im Gesamtsystem der Rechenzentren mit ‚Best Practices‘ zu vereinfachen. Dazu arbeiten wir eng mit großen Rechenzentrums-Entwicklern zusammen und installieren kurzfristig eine Teststellung unter realen Bedingungen im Einsatz für ein physikalisches Forschungsinstitut.“
Möglichkeiten bei der Flüssigkühlung von Rechenzentren
Die wichtigsten Alternativen sind heute die direkte Flüssigkühlung (DLC) der Prozessoren, wie sie Rittal mit der neuen CDU anbietet, und die Immersionskühlung. Für DLC wird meistens ein Wasser-Polyglykol-Gemisch verwendet, das sich in der Industrie und im Automobilbau bewährt hat. Es fließt von der Verteileinheit ins Rack und durch die Kühlkörper direkt auf den hitzeerzeugenden Komponenten. Von dort nimmt es die Wärme zum Wärmetauscher mit, wo sie abgegeben wird. Immersionskühlung erlaubt einfachere Systemdesigns – aber es gibt noch Nachteile und Entwicklungsbedarf hinsichtlich der Stoffe, in die bei dieser Technologie die gesamte Installation getaucht wird. Rittal konzentriert sich daher aktuell auf DLC mit Wasser: Die Technologie lässt sich nachrüsten und ist näher an dem, was Betreiber gewohnt sind.
