AIデータセンターが冷却インフラを再定義しています

ダイレクト・トゥ・チップ液冷向け水冷インフラの再定義

直接液冷システムの性能は冷却装置だけでなく、グレースペースからホワイトスペースへと流体を輸送する水力インフラ全体に依存します。材料の選択が純度、性能、システムの信頼性にどのように影響するかをご覧ください。

データセンター冷却インフラの課題

データセンター業界は急速に進化していますが、AIの台頭により、施設の設計・運用方法自体が根本的に変わっています。電力密度は16kWラックから現在は100kW以上へ、そして300~600kWが視野に入っています。これにより、低kW時代に設計された冷却システムは限界に近づいています。

その一方で、運用事業者はますます厳格化するサステナビリティ目標への対応を迫られています。また、コールドプレート、CDU(冷却液分配装置)、さらには接続方式に至るまで、液冷エコシステムが多様化・複雑化しており、設計エンジニアにとって大きな課題となっています。そのような状況の中で、見落とされがちな重要な要素があります。それは、冷却水を搬送する水冷インフラです。

空冷からスケーラブルなダイレクトチップ液冷へ

DLCにおいてパイピングシステムの性能を左右するものは?

液冷は、液体が空気に比べてはるかに効率的に熱を移動できるため普及が進んでいます。特に水は、空気の約3,500倍高い熱容量を持ちます。しかし、システムの性能は冷却ユニットだけでは決まりません。コールドプレートのマイクロチャネルは非常に繊細で、微細な粒子さえも性能低下や故障の原因となります。そのため、配管材料は以下に直接影響を与えます:

冷却水の純度と汚染リスク

直接液冷システムでは、微細な粒子であってもコールドプレートの性能を損ねたり、長期的な信頼性問題を引き起こす可能性があります。エンジニアは、グレースペースからホワイトスペースまで、ますます高感度化する冷却環境にコンタミを持ち込まない水路ループを確保する必要があります。

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配管システムの流体性能

ラック密度が上がると、流量要件やシステムの複雑さも増します。長い配管ネットワークにおいてシステムの寿命中、安定した流量を維持することは、冷却性能の一貫性を保ち、余分なエネルギー消費を防ぐために極めて重要です。

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システムの信頼性と漏洩防止

冷却インフラは要求の厳しい環境下で継続的に稼働する必要があり、わずかな不具合でも高額なダウンタイムにつながることがあります。特に接続部での漏れを防ぎ、長期的な信頼性を実現する設計は、水冷システム設計の主要課題の1つです。

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設置時間とスケーラビリティ

データセンタープロジェクトには短期納期が常に求められる一方、将来の拡張性も考慮しなければなりません。エンジニアは、設置スピードとシステム品質の両立、そして冷却インフラが増え続けるコンピューティング密度とともに拡張できることを保証する必要があります。

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テクノロジー冷却システム向けのプロポーザルおよび詳細設計
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DLCにおけるポリマーパイピングの役割

チラーからチップまで、パイプや継手、バルブやインラックマニホールドなど、流体輸送部材が性能・信頼性・スケーラビリティにどのように影響するかご紹介します。

誤解されがちな材料「ポリマー」

金属配管は長らくデータセンター冷却システムの標準でした。しかしこの前提が、次第に覆されつつあります。高性能ポリマーは:

  • 加圧された重要なミッションクリティカル環境で何十年にもわたり利用されています。
  • 温度、圧力、超高純度の要件を満たします。
  • 半導体製造現場で広範囲にわたって使用されています。

この誤解は、産業用ポリマーと家庭用プラスチックを混同することから生まれがちですが、実際にはPP-HやPVDFなどの材料は高性能水利用システム向けに設計されています。

データセンター環境での冷却用途としてポリマーパイピングシステムが注目を集めています

高密度環境での実績

RITTALとのパートナーシップにより実現したNETMOUNTAINSデータセンタープロジェクトは、ミッションクリティカルな冷却環境における高機能樹脂配管ソリューションの価値を実証しています。優れた材料性能、迅速な立ち上げ、高密度データセンターの将来的な拡張に対応できるスケーラブルなインフラなど、その導入効果を明確に示しています。

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ドイツ・ヴェルバートのコロケーション施設NETMOUNTAINSで最近導入された事例は、高機能樹脂製フローソリューションがスケーラブルな直接液冷インフラをどのように支えるかを示しています。

  • ドライクーラーからインラックマニホールドへの冷却ループ構築

  • グレースペースとホワイトスペースの一体的な連携

  • 最大66kWのラック密度対応

  • プレファブリケーションによる設置加速

結果として、高密度ワークロードに対応する信頼性・拡張性の高い水冷インフラが実現しました。

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詳細情報

LiquidCore ポートフォリオ

LiquidCore ポートフォリオ

シングルフェーズダイレクトチップ液冷向けフルポリマーソリューションをご覧ください。本システムは、CDUとコールドプレート間の確実な流体循環を実現します。幅広い製品群に加え、お客様ごとに設計を最適化し、精密なプレファブリケーションによる迅速な施工に対応します。

用途事例

さらなる用途の可能性

設計サーモプラスチックは、Facility Water Sytsemsおよびテクノロジー冷却システム全域において最良の材料選択であり、グレースペースとホワイトスペースをつなぎます。用途事例について詳しくはこちら

オンラインツール

無料オンラインツール

GFの多彩なオンラインツールは、さまざまな用途での構成や計算をサポートします。材料や製品選定、設計・寸法入力によって、Facility Water Systemからインラックマニホールドまで、プロジェクトで重要な要素を簡単・迅速に算出できます。

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Open Compute Projectは、拡張可能なコンピューティングのための最も効率的なサーバー、ストレージ、データセンター用ハードウェアの設計・提供に情熱を注ぐエンジニアたちによる急成長中のグローバルコミュニティです。GF Industry and Infrastructure Flow Solutionsは、2024年よりこの革新的なイニシアチブに誇りを持って参加しています。

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