処理負荷の高いコンピューティングアプリケーションの拡大に伴い、データセンターの運用者は液体冷却の選択肢を検討しています。企業がより多くのクラウドサービスを採用し、人工知能（AI）を利用して高度な分析や自動意思決定を行い、ブロックチェーンや暗号通貨のアプリケーションを実現することで、液体冷却の市場は2026年までに30億米ドルに達すると予測されています。
現在、データセンターは20キロワットを超えるラック電力需要に対応していますが、市場における需要は50キロワット以上に拡大しつつあります。新世代の中央処理装置（CPU）およびグラフィックス処理装置（GPU）は、旧世代のアーキテクチャよりも高い熱密度特性を有しています。また、サーバーメーカーは、ハイパフォーマンス・コンピューティングやAIアプリケーションの加速する需要に対応するため、各ラックに搭載するCPUとGPUを増設しています。
空冷システムでの処理は現在、限界を迎えています。空冷システムでは、こうした高密度ラックを効率的かつ継続的に冷却することはできません。
そのため、データセンターの運営者は液体冷却の選択肢を検討しています。液体冷却は、水やその他の液体が持つ高い熱伝達特性を利用して、高密度ラックを効率的かつ費用対効果の高い方法で冷却します。これは空冷システムと比較すると最大3000倍も効率的です。長きにわたり、メインフレームやゲームアプリでその実績を証明してきた液冷システムは、世界中のデータセンターのラックマウント型サーバーを保護するため利用されています。
Vertivは、液体冷却がもたらす課題、機会、および技術要件を理解するために役立つさまざまなリソースを用意しています。このリソースは、データセンターのフットプリントに液体冷却をどのように適用し、拡張するかを決定するうえで役立ちます。
データセンターの液体冷却システムへの転換点はすぐそこまで近づいています。
この詳細なテクニカルウェビナーを見て、内容をご検討ください。
- 液冷式に対応したデータセンターの設計要件
- 市場の受け入れに対する障壁の克服
- 液冷式冷却装置のエネルギー効率と持続可能性の指標
- 浸漬型冷却の経済性はどのように進化しているか
液冷式と空冷式：熱管理システムの進化
液体冷却のオプションと性能について
データセンターの運用者は、液体冷却による3つの方法のいずれかを検討しています。液体冷却専用データセンターの開発、空冷式施設への将来的な液冷ラックサポート用に新しいインフラを導入、サポート用インフラがない空冷式施設への液体冷却システムの統合、などです。短期的なビジネスニーズに対応し、迅速な投資収益率を実現するには、後者の方法を選択することが多いでしょう。
液体冷却の導入は複雑になる場合があります。データセンターチームは、パートナーと協力して、配管要件、冷却設備の分散、容量のバランス調整、リスク軽減戦略、排熱システムなどの主要な問題を検討します。
液体冷却には次のものが含まれます。
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背面ドア熱交換器 – アクティブ型またはパッシブ型の熱交換器により、IT機器ラックの背面ドアが液体熱交換器に変わります。このシステムを空冷システムと組み合わせて使用すると、ラック密度が異なる環境でも冷却できます。
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ダイレクトチップ型液体冷却 – ダイレクトチップ型冷却プレートは、基板の発熱部品の上に配置され、単相冷却プレートまたは二相蒸発ユニットを通じて熱を放出します。この冷却技術により、ラック内の機器から発生する熱の約70~75%を冷却できますが、残りの25~30%は空冷システムで処理する必要があります。
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浸漬型冷却 – 単相および二相の浸漬型冷却システムは、熱伝導性の高い誘電性の液体または流体の中に、ラック内のサーバーやその他のコンポーネントを浸漬するため、空冷の必要がありません。この方法は、液体の熱伝達特性を最大限に活用し、市場で最もエネルギー効率の高い液体冷却として活用されています。
液体冷却のメンテナンス要件
これまで液冷の普及を阻んできた最大の要因は、ラックを液体冷却へ移行する際のリスクに関するデータセンター運営者の懸念です。現在導入されている液体冷却システムは、分配される液体の量を制限し、システムコンポーネントおよび配管システム全体の主要な位置に液体検出技術を統合することによって、装置損傷のリスクを最小限に抑えています。
誘電体液を使用した場合、液漏れによる機器の損傷のリスクはなくなりますが、誘電体液はコストが高いため、水系のシステムと同様の漏洩検出システムを搭載する必要があります。データセンターに液冷システムを導入する場合には、Open Compute Projectの論文（漏水検知と統合）のご参照をおすすめします。
液体冷却システムの導入を検討されているお客様に、Vertivは業務目標と技術要件を達成するためのソリューションおよびサービスを提供します。
熱管理分野のグローバルリーダーであるVertivは、液体冷却への総合的なアプローチを可能にします。当社のソリューションは、エナジースマート電子システムセンター（ES 2）のパートナー大学、Green Grid、Open Compute Project、およびGreen Revolution Coolingと協力した長年の研究開発に基づいています。
こうした取り組みと集中的な液体冷却R&Dプログラムを通じて、Vertivは顧客の要求の変化に対応しています。空気冷却と液体冷却のハイブリッド、また全面的な液体冷却のデータセンターをサポートし、下記ソリューションのポートフォリオを提供します。
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データセンターの液体冷却への総合的インフラソリューション提供用に設計されたクーラント分配ユニット（CDU）および屋内冷却機
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アクティブ型またはパッシブ型の背面ドア熱交換器
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革新的で効率的な浸漬型冷却システム
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液体冷却CDUおよび冷却装置と連動するように設計された排熱システム
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空冷機器を液冷対応に変更できるRetrofitソリューション
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液体冷却インフラの試運転、立ち上げ、運用のための確固たる方針とサービス