האיצו את תכנון מפעלי ה-AI באמצעות תוכניות תשתית מוכחות

במסגרת אופטימיזציה ברמת אולם הנתונים או האשכול, ולא כדרישה בטווח הקצר עבור האתר כולו. אם התשתית הקיימת שלכם מבוססת על זרם חילופין (AC), השאלה בטווח הקצר אינה האם להחליף אותה לחלוטין, אלא היכן להטמיע את ההמרה לזרם ישר (DC) וכמה קרוב לארון השרתים ניתן למקם אותה. הפשרה המעשית היא בין שמירה על מערכת חלוקת החשמל המובנית, הוספת יחידות חשמל חיצוניות לצד המסדים, לבין שמירה על מקום פיזי וחשמלי שמספיק לתמיכה בעומסי עבודה עתידיים ב-800VDC. שימוש ביחידות חשמל חיצוניות או במסדי חשמל מאפשר להפעיל ציוד 800VDC בלי להמיר את מרכז הנתונים כולו ל-DC. זה חשוב משום שבשלבים הראשונים, 800VDC ישמש אשכולות AI ספציפיים בצפיפות גבוהה ולא את כל העומסים בבניין. הרחבות עתידיות גדולות יותר עשויות להצדיק תמיכה מרכזית יותר ב-800VDC, אבל אז זה כבר הופך

הדילמה המרכזית כאן היא בין גמישות לבידוד. רשת חשמל משותפת יכולה להעניק למפעילים מרחב פעולה גדול יותר בימים שבהם העומס המכני יורד (למשל, כאשר מקררים אינם פועלים במלוא העוצמה וניתן להקצות חלק גדול יותר מהקיבולת הזמינה לתמיכה בעומס ה-IT). ארכיטקטורה נפרדת מספקת לתחום ה-IT גבול ברור יותר לשינויים עתידיים, כולל שדרוגים ל-800VDC, אבל מקשה על הקצאה מחדש של קיבולת החשמל למערכות המכניות, משום שהיא נמצאת במערך נפרד. לפני שתחליטו על אחת משתי התצורות, על המפעילים לבצע בדיקות עומס של מצבי הפעלה עונתיים, תרחישי תחזוקה, עומס על הגנרטורים, נתיבי אספקת החשמל של יחידות ה-CDU, וכן על החלוקה הצפויה בין ציוד IT מקורר באמצעות אוויר, מקורר באמצעות נוזל, וציוד IT עתידי המופעל בזרם ישר.

לא בהכרח. ‏UPS ו-BESS ממלאים תפקידים שונים, והאפשרות להחליף UPS ב-BESS תלויה בדרישות הזמינות והמשכיות אספקת החשמל של עומס ה-AI. ביישומי AI שלא יכולים לסבול הפרעות, כמו עומסי הסקה שדורשים זמינות גבוהה, UPS נשאר שכבת ההגנה העיקרית משום שהוא מספק המשכיות מיידית של אספקת החשמל, תמיכה באיכות החשמל והגנה מפני הפרעות קצרות. ‏BESS ממלא תפקיד משלים ומאפשר אופטימיזציה של האנרגיה, ניהול ביקושי שיא, שירותי רשת, שילוב אנרגיה מתחדשת ואגירת אנרגיה לפרקי זמן ארוכים יותר. במתקני AI רבים, BESS מחזק את אסטרטגיית האנרגיה הכוללת, בזמן שה-UPS ממשיך להגן על עומסים קריטיים מפני הפסקות. לפני שמחליפים UPS ב-BESS, חשוב לבחון בקפידה את הסבילות של עומסי העבודה להפרעות, את דרישות השרידות ואת דרישות המשכיות אספקת החשמל.

להנחיות לגבי תרחישי שימוש ב-BESS, שיקולי ארכיטקטורה וקריטריונים לאימוץ, קראו את המסמך הטכני שלנו, BESS: מערכות אחסון אנרגיה בסוללות למרכזי נתונים.

גם ההנחיות של Schneider Electric למרכזי נתונים מציגות את BESS ככלי לשיפור החוסן, הקיימות ואופטימיזציית האנרגיה, ולא כתחליף ישיר להגנה על אספקת חשמל קריטית

פריסה מיוצרת ומוכנה מראש יכולה לשמש לא רק למתקני חשמל, אך על המפעילים לשקול אילו פעולות באתר הם מעוניינים להוציא מהמסלול הקריטי. הרכיבים העיקריים המיוצרים ומוכנים מראש יכולים לכלול ציוד מתח גבוה, תאי E-House, מערכות הולכת חשמל במתח נמוך, יחידות חשמליות מודולריות, תאי IT, מתקני מסדים משולבים, מתקני קירור ארוזים עם משאבות מובנות, וכן מערכות צנרת או מסדרונות שירות נבחרות. הערך המעשי נובע מהפחתת הצורך בתיאום בשטח בין קבלני חשמל, קבלני מיזוג אוויר, מנהלי בנייה וצוותי הפעלה. יחידות חשמל מודולריות יכולות לשלב מערכת UPS, אביזרי מיתוג, סוללות, ATS ותוכנת ניהול, עם תצורות מאושרות הכוללות 1,250 קילוואט ב-480 וולט/60 הרץ, וכן דגמים בהספק של 2 מגה-ואט, 2.25 מגה-ואט ו-2.5 מגה-ואט ב-400 וולט.

דרך מועילה להתייחס לתכנוני ייחוס היא לא "תכנון סטנדרטי לעומת מותאם אישית", אלא "נקודת התחלה מאומתת לעומת תכנון מאפס". תכנוני ייחוס המותאמים לבינה מלאכותית יכולים לקצר את מחזור התכנון על ידי אספקת בסיס מוכן מראש לצוותי הפרויקט בכל הקשור לאספקת חשמל, קירור, פריסת מערכות ה-IT ושילוב מערכות בקרה. תכנוני הייחוס הנוכחיים של Schneider Electric כוללים אשכולות AI של NVIDIA GB200 NVL72 בקירור באמצעות נוזל ובהספק של 7.392 מגה-ואט, תכנוני NVIDIA GB300 NVL72 בהספק של 7.536 מגה-ואט, תכנוני Vera Rubin NVL72 בהספק של 10 עד 12.4 מגה-ואט, פתרונות AI טרומיים של 1 מגה-ואט ל-12 מסדים ופתרון AMD Helios Rackscale שמבוסס על מעבדי GPU מסוג AMD Instinct™ MI455X. האיזון הוא שניתן לייצר מראש רכיבים מודולריים כמכלולים גדולים, אך הארכיטקטורה המלאה של האתר עדיין מחייבת שילוב בין החיבור לרשת החשמל, המערכות המכניות, חלוקת המתח הגבוה, אסטרטגיית פריסת ה-IT ורצף עבודות הבנייה.

ניתן להשתמש בקיבולת עודפת לצורך כוח מחשוב נוסף, אך על המפעילים להתייחס לכך כהחלטה הנוגעת למצב הפעלה ולא כאל קיבולת פנויה. במתקנים מסורתיים בתחזוקה מקבילה, נשמר מקום חשמלי ומכני פנוי, כדי שהמערכות יוכלו לעבור למצב לא פעיל לצורך תחזוקה, בזמן שעומס ה-IT הנדרש נשאר פעיל. הבינה המלאכותית משנה את הלחץ הכלכלי, כי קיבולת הרשת, קצב הפריסה והביקוש למחשוב מקשים על הצדקת קיבולת עודפת שאינה מנוצלת. לדוגמה, מתקן שמאפשר תחזוקה במקביל לפעילות עשוי להיות מסוגל לפעול מעבר לעומס ה-IT שהוקצה לו, אבל שימוש כזה צורך קיבולת שנשמרה במקור כדי לשמור על שרידות במהלך פעולות תחזוקה או אירועי כשל. ההחלטה האמיתית היא האם הערך של אסימונים נוספים לכל מתקן חשוב לעסק יותר מאשר אסטרטגיית הגיבוי המקורית. לפני שמצמצמים מרווחי הבטיחות, יש להגדיר במפורש את מצבי הפעולה: מצב רגיל עם יתירות, מצב תפוקה גבוהה, מצב תחזוקה ומצב תגובה לתקלות.

עומס העבודה הוא זה שצריך להנחות את התכנון. ברגע שהמפעיל יודע אם האתר יתמוך בשירותי מיקום משותף כלליים, בלקוחות Neocloud בצפיפות גבוהה, באשכולות אימון, בפלטפורמות הסקה או בשילוב של מודלים אלה. יכול להיות שמתקן מיקום משותף יצטרך לשמור על גמישות ברמת אספקת החשמל והקירור הכללית, עד שיתבררו דרישות הדיירים. אפשר לתכנן ענן AI ייעודי או מפעל AI המשמש למטרה אחת ישירות בהתאם לתוכנית הפיתוח הידועה של ה-GPU, לטופולוגיית האשכולות, לצפיפות המסדים ולדרישות הקירור. ההיצע של Schneider Electric בתחום מרכזי הנתונים ל-AI מתמקד באותה הבעיה, הנוגעת לתשתית משולבת עבור מערכות קירור, חשמל, תוכנה, מערכות מודולים ומסדים, וכן שירותי מחזור חיים עבור עומסי עבודה תובעניים של AI.

אין לתכנן את מרכז הנתונים כולו כאילו כל עומס יגיע ל-800VDC. השאלה המעשית בנוגע לתכנון היא היכן עומס של 800VDC נכנס לארכיטקטורה וכמה גדול צריך להיות בלוק ההמרה לזרם ישר. בפריסות מוקדמות ניתן להשתמש במודולים צדדיים צמודי מסד, המותאמים לרוב למסד אחד או שניים של מעבדי GPU, בתוך מרכז נתונים קיים עם מיזוג אוויר, ללא צורך בשיפוץ נרחב במערכות התשתית. אשכולות עתידיים גדולים יותר עשויים להצדיק שימוש בבלוקים מרכזיים של 800VDC בטווח של 2עד 5 מגה-ואט, עם אפשרות להרחבה ליחידות גדולות יותר, בעוד שארכיטקטורות לטווח ארוך יותר עשויות לשלב מתח בינוני בהמרה מבוססת שנאים במצב מוצק בקנה מידה של כ-10 מגה-ואט. 00 ארכיטקטורות של 800VDC מתאימות לצפיפות מסדים העולה על 400 קילוואט, באמצעות העברת המרת זרם חילופין לזרם ישר אל מחוץ לארון ה-IT ושימוש בארונות חשמל או במודולים צדדיים כדי לצמצם את ההפרעה במתקנים קיימים המבוססים על זרם חילופין.

הדילמה המרכזית היא בין בידוד לבין שיתוף דינמי של משאבים. מערכות אספקת חשמל נפרדות יכולות לפשט את הגבולות בין תשתית ה-IT לתשתית הקירור, במיוחד כאשר יחידות קירור גדולות, יחידות בקרת טמפרטורה (CDU) ואולמות נתונים לא מסתדרים בצורה מאורגנת באותו חלל. תשתית משותפת יכולה לשמור על גמישות בתנאי קירור חופשי, שכן ניתן להפנות את הקיבולת המכנית הבלתי מנוצלת לעומס ה-IT, אם השנאי והארכיטקטורה במורד הזרם מאפשרים זאת. הסיכון הכרוך בהפרדה מלאה הוא 'הספק לכוד': אם העומס המכני יורד אך שנאי ה-IT כבר פועל בקצה גבול היכולת שלו, המפעיל אינו יכול לנצל את הקיבולת הבלתי מנוצלת בצד הקירור לצורכי מחשוב. פער המחייב התייחסות: בחירה עיצובית זו מחייבת מידול ספציפי לאתר, הכולל את גודל חדר השרתים, גודל יחידת הקירור, הקצאת שנאים, יעד יתירות ומצבי הפעלה עונתיים, בטרם תהפוך לסטנדרט מוצדק.

חשוב למדל את זרימת החשמל, זרימת האוויר וזרימת הנוזל לפני השלמת התכנון, שכן כל מודל מתייחס לסוג שונה של תקלה. מידול חשמלי מאמת את הזרם בעת כשל, את ההגנה, הבטיחות, האמינות ותרחישי 'מה אם' שקשורים לתחזוקה או לתוספת עומס. סימולציה של CFD או זרימת אוויר מאמתת את יעילות ההכלה, את קיבולת מערכת האוויר ואת התנהגות הקירור היתירה. מודלים של צנרת וזרימת נוזלים מאמתים אם כל מסד מקבל את זרימת נוזל הקירור הנדרשת במצבי פעולה רגילים, במצבי יתירות ובמצבי תחזוקה. השלב הבא הוא שיוך של התנהגות מערכות ה-IT בעת עומס להתנהגות המתקן, כך שתנודות העומס שנוצרו על ידי הבינה המלאכותית יוכלו להתפשט במערכות אספקת החשמל, ביחידות ה-CDU, בבקרי המקררים ובלולאות הקירור, עוד בטרם האתר יפעל תחת עומס אמיתי.