Urychlete návrh továren na AI pomocí osvědčených plánů infrastruktury

Při optimalizaci v rozsahu datového sálu nebo clusteru, nikoli v případě požadavku týkajícím se celé lokality v blízké budoucnosti. Pokud je vaše stávající infrastruktura založena na střídavém proudu, nejde v nejbližší době o její kompletní výměnu, ale o to, kde je nutné použít převod na stejnosměrný proud a jak blízko ke stojanu jej můžete umístit. V praxi jde o kompromis mezi zachováním stávajícího rozvodu střídavého proudu, instalací přídavných napájecích modulů v bezprostřední blízkosti stojanů a vyhrazením dostatečného fyzického a elektrického prostoru pro budoucí zátěže s napětím 800 V stejn. Řešení využívající přídavné moduly nebo napájecí stojan umožňují provozovatelům provozovat zařízení s napětím 800 V stejn., aniž by museli celé datové centrum převést na stejnosměrný proud. To je důležité, protože počáteční zavádění 800 V stejn. se bude týkat konkrétních AI clusterů s vysokou hustotou, nikoli všech zátěží v budově. Větší budoucí rozšíření mohou ospravedlnit centralizovanější podporu 800 V stejn., ale to se stane spíše

Zde jde především o kompromis mezi flexibilitou a oddělením. Sdílená napájecí soustava může provozovatelům poskytnout větší volnost ve dnech, kdy klesá mechanické zatížení (např. když chladicí jednotky nepracují na plný výkon a větší část dostupné kapacity lze využít k napájení IT zařízení). Oddělená architektura poskytuje IT straně jasnější hranice pro budoucí změny, včetně upgradů na 800 V stejn., ale také ztěžuje přerozdělování mechanického výkonu, protože tato kapacita je umístěna ve vlastní soustavě. Než se provozovatelé rozhodnou pro některou z těchto konfigurací, měli by důkladně otestovat sezónní provozní režimy, scénáře údržby, zatížení generátorů, způsoby napájení jednotek CDU a předpokládané rozložení mezi IT zařízeními chlazenými vzduchem a kapalinou a budoucími IT zařízeními napájenými stejnosměrným proudem.

Nikoli nutně. Řešení UPS a BESS slouží k různým účelům a to, zda BESS může nahradit UPS, závisí na požadavcích na dostupnost pro pracovní zátěž vyplývající z AI a na průchodnost. U AI aplikací, které nesnesou přerušení, jako je například vysoce dostupná inferenční zátěž, zůstávají zdroje UPS primární vrstvou ochrany, protože poskytuje okamžitou průchodnost, podporu kvality napájení a ochranu proti krátkodobým poruchám. Systémy BESS plní doplňkovou roli tím, že umožňuje optimalizaci spotřeby energie, řízení špičkové spotřeby, síťové služby, integraci obnovitelných zdrojů energie a ukládání energie na delší dobu. V mnoha zařízeních na AI posiluje systém BESS celkovou energetickou strategii, zatímco řešení UPS nadále chrání kritické zátěže před přerušením. Před nahrazením zdrojů UPS systémem BESS by organizace měly pečlivě vyhodnotit toleranci pracovní zátěže, požadavky na odolnost a očekávání ohledně doby provozu.

Vodítka k možnostem použití BESS, aspekty architektury a kritéria pro zavedení naleznete v našem informačním dokumentu Vysvětlení systému BESS: Systémy skladování energie v bateriích pro datová centra.

Obdobně i pokyny společnosti Schneider Electric pro datová centra definují systémy BESS spíše jako nástroj pro odolnost, udržitelnost a optimalizaci spotřeby energie než jako přímou náhradu ochrany napájení kritických systémů.

Prefabrikáty mohou zahrnovat více než napájecí skidy, provozovatelé by však měli zvážit, které činnosti na pracovišti chtějí vyřadit z kritické cesty. Mezi hlavní prefabrikované prvky mohou patřit rozvodny středního napětí, rozvodny e-house, nízkonapěťové rozvodné sítě, napájecí skidy, IT pody, integrované stojany, kompaktní chladicí jednotky s vestavěnými čerpadly a vybrané potrubní sestavy či sestavy servisních chodeb. Praktický přínos spočívá ve snížení nutnosti koordinace v terénu mezi dodavateli elektrotechnických a strojírenských zařízení, stavebními manažery a týmy provádějícími uvedení do provozu. Napájecí skidy umožňují integraci zdrojů nepřerušitelného napájení (UPS), rozvaděčů, baterií, ATS a řídicího softwaru. Mezi certifikované konfigurace patří modely o výkonu 1250 kW při 480 V/60 Hz a modely o výkonu 2 MW, 2,25 MW a 2,5 MW při 400 V.

Užitečným způsobem, jak nahlížet na referenční návrhy, není rozlišovat mezi „standardními a zakázkovými“, ale mezi „ověřeným výchozím bodem a vývojem od nuly”. Referenční návrhy připravené na umělou inteligenci mohou zkrátit plánovací cyklus tím, že projektovým týmům poskytnou předem navrženou základnu pro integraci napájení, chlazení, uspořádání IT a řízení. Mezi aktuální referenční návrhy společnosti Schneider Electric patří AI clustery 7.392 MW NVIDIA GB200 NVL72 s chlazením kapalinou, návrhy 7.536 MW NVIDIA GB300 NVL72, návrhy 10 MW–12.4 MW Vera Rubin NVL72, prefabrikovaná AI řešení s 12 stojany s výkonem 1 MW a řešení AMD Helios Rackscale Solution využívající jednotky AMD Instinct™ MI455X GPU. Nevýhodou je, že modulární prvky lze prefabrikovat ve velkých blocích, zatímco kompletní architektura daného pracoviště stále vyžaduje integraci napříč propojením sítí, mechanickým systémem, distribucí středního napětí, strategií nasazení IT a pořadím stavebních prací.

Redundantní kapacitu lze využít k navýšení výpočetního výkonu, ale provozovatelé by to měli vnímat spíše jako rozhodnutí o provozním režimu než jako volnou kapacitu. Tradiční zařízení s možností souběžné údržby disponují dostatečnou elektrickou a mechanickou rezervou, takže je možné jednotlivé systémy odstavit z provozu kvůli údržbě, zatímco základní IT zátěž zůstává v provozu. Umělá inteligence mění ekonomické podmínky, protože vzhledem ke kapacitě sítě, rychlosti zavádění a poptávce výpočetního výkonu je stále obtížnější ospravedlnit nevyužitou redundantní kapacitu. Například souběžně udržované zařízení může být schopno pracovat nad rámec svého vyhrazeného IT zatížení, ale přitom spotřebovávat kapacitu, která byla původně rezervována pro zachování odolnosti během činností údržby nebo poruch. Skutečnou otázkou je, zda podnik přikládá větší význam přidání dalších tokenů na každé zařízení nebo původní strategii redundance. Než začnete omezovat rezervy, jasně definujte provozní stavy: normální redundantní režim, režim s vysokou propustností, režim údržby a režim reakce na poruchu.

Návrh by měl vycházet z pracovní zátěže, jakmile provozovatel zjistí, zda dané místo bude podporovat běžnou kolokaci, zákazníky využívající neocloud s vysokou hustotou, výcvikové clustery, inferenční platformy nebo kombinaci těchto modelů. Provozovatel běžného kolokačního centra může potřebovat zachovat flexibilitu v oblasti velkoobjemového napájení a chlazení, dokud se nevyjasní požadavky nájemců. Specializovaný cloud pro umělou inteligenci nebo jednoúčelovou továrnu na AI lze navrhnout přímo s ohledem na známý plán vývoje grafických procesorů, topologii clusteru, hustotu osazení stojanu a požadavky na chlazení. Nabídka společnosti Schneider Electric v oblasti datových center pro AI řeší stejný problém v rámci integrované infrastruktury zahrnující chlazení, napájení, software, modulové a stojanové systémy a služby po celou dobu životního cyklu pro vysoce výkonné úlohy umělé inteligence.

Nepřistupujte k návrhu celého datového centra tak, jako by každé zatížení mělo dosahovat hodnoty 800 V stejn. Z praktického hlediska je otázkou, kde 800 V stejn. vstupuje do architektury a jak velký musí být blok pro převod stejnosměrného proudu. V počáteční fázi nasazení lze v rámci stávajícího datového centra s klimatizací využít přídavné moduly umístěné v bezprostřední blízkosti stojanů, které jsou často přizpůsobeny jednomu či dvěma stojanům s grafickými procesory, a to bez nutnosti rozsáhlých úprav v předcházejících fázích. V případě rozsáhlejších budoucích clusterů může být opodstatněné nasazení centralizovaných bloků s napětím 800 V stejn. s výkonem od 2 MW do 5 MW, s možností dalšího rozšiřování na větší jednotky, zatímco dlouhodobější architektury mohou přinést využití středního napětí v polovodičových měničích založených na transformátorech v řádu přibližně 10 MW. Architektury s napětím 800 V stejn. umožňují dosáhnout hustoty osazení stojanu přesahující 400 kW, protože přesouvají měniče střídavého proudu na stejnosměrný mimo IT stojan a využívají napájecí stojany nebo přídavné moduly, čímž se minimalizuje narušení provozu ve stávajících zařízeních využívajících střídavý proud.

Hlavní rozhodování představuje volba mezi oddělením a dynamickým sdílením kapacit. Samostatné napájecí systémy mohou zjednodušit rozhraní mezi IT infrastrukturou a chladicí infrastrukturou, zejména pokud se velké chladicí jednotky, jednotky CDU a datové haly neshodují přesně v rámci stejného kroku. Sdílená infrastruktura může zachovat flexibilitu při provozu s volným chlazením, protože nevyužitý výkon mechanických zařízení lze přesměrovat na IT zátěž, pokud to transformátor a navazující architektura umožňují. Rizikem úplného oddělení je nevyužitá kapacita: pokud mechanické zatížení poklesne, ale IT transformátor již pracuje na hranici svých možností, provozovatel nemůže tuto nevyužitou kapacitu na straně chlazení znovu využít pro výpočetní účely. Rozdíl mezi plánem a skutečností: než se tento návrh stane obhajitelným standardem, je třeba provést modelování přizpůsobené konkrétnímu místu, které zohlední velikost datové haly, velikost chladicího bloku, rozmístění transformátorů, cíle v oblasti redundance a sezónní provozní režimy.

Modelování elektřiny, proudění vzduchu a proudění kapalin by mělo proběhnout ještě před dokončením návrhu, protože každý z těchto modelů se zabývá jiným typem poruchy. Modelování elektřiny slouží k ověření poruchového proudu, ochrany, bezpečnosti, spolehlivosti a simulaci různých scénářů souvisejících s údržbou nebo zvýšeným zatížením. Simulace CFD nebo proudění vzduchu ověřuje účinnost ochranného pláště, kapacitu vzduchového systému a chování záložního chlazení. Modelování potrubí a proudění kapalin ověřuje, zda je do každého stojanu dodáván požadovaný průtok chladicí kapaliny v běžném, záložním i údržbovém režimu. Dalším krokem je propojení chování IT zátěže s chováním zařízení, aby se kolísání zátěže způsobené umělou inteligencí mohlo projevit v energetických systémech, jednotkách CDU, řídicích systémech chladicích jednotek a chladicích okruzích ještě předtím, než bude pracoviště zatíženo skutečnou zátěží.