第三是冷却。如果没有这一要素，那些服务器会在几分钟内因过热而停机。它也是Amazon Web Services (AWS)整个数据中心行业正处于从风冷方案向液冷方案过渡的阶段。
这种转变正在 AWS 产品组合的部分领域发生，其重要性在于数据中心实际上还需要第四项能力：演进的能力。去年，AWS 宣布它将推出新的数据中心组件旨在支持下一代人工智能创新及客户不断变化的需求。
从风冷到液冷的转变在这一适应过程中起着至关重要的作用。
临界点
在深入探讨之前，值得指出的是，尽管“冷却”一词可能让人联想到家中或办公室使用的空调系统，但数据中心的冷却方式却有所不同。
“我们称之为冷却，但我们的目标并不是打造一个温度舒适、保持在68华氏度的数据中心机房。我们的目标是通过服务器的气流刚好足以防止其过热，并以最低的能耗和用水量来实现这一目标。”AWS数据中心冷却系统高级经理Dave Klusas表示，“在夏季，这意味着我们的数据中心机房实际上相当温暖。”
迄今为止，基于空气的系统一直在 AWS 的数据中心内执行这项任务。从宏观层面来看，其原理是将空气吸入并使其在服务器机架间循环流动。空气在流经电子设备时带走热量，随后被排出室外，同时更多冷空气进入以重复这一过程。
但现在，仅靠空气并不总是足够的。
使用当前的 AI 芯片，某些工作负载（例如训练大型语言模型) 受益于尽可能将更多芯片以尽可能小的物理空间进行分组。这样做可以降低通信延迟，从而提升性能，进而降低成本和能耗。
每个 AI 芯片每秒执行数万亿次数学计算。为此，它们比其他类型的芯片消耗更多的电力，并产生大量热量。因此，需要更大的气流来散热。事实上，所需的气流量之大，使得仅靠空气冷却芯片既不切实际也不经济。
“我们已经跨过一个阈值，使用液冷来散热变得更加经济。”Klusas 表示。
打开水龙头
液冷比基于空气的冷却方式更复杂，但由于液体的密度是空气的 900 倍以上，它可以吸收更多的热量。这也是为什么在炎热的海滩日，跳入海中比吹海风感觉更加清爽的原因。
Klusas 的团队考虑了多种可以从供应商处购买的液冷解决方案，但发现这些方案都不符合 AWS 的需求。
这促使他们走上了一条设计和交付完全定制系统的道路。
AWS 采用直触芯片（direct-to-chip）方法，将“冷板”直接放置在芯片上方。液体通过密封板内的管道流动，吸收热量并将其带出服务器机架。
随后，液体被输送到热排放系统，该系统对液体（一种为此目的专门设计的流体）进行冷却，然后将其循环回冷板。这是一个完全“闭环”系统，意味着液体不断循环使用，并且——关键的是——不会增加数据中心的水消耗量。
与风冷系统一样，目标是使用刚好足够的液体来防止服务器过热，并以最小的额外能耗实现这一目标。因此，液体通常处于“热水浴缸”般的温度。
速度与灵活性
从白板设计到原型机，AWS 仅用了四个月时间；而从原型机到首批量产单元交付，则花了 11 个月。这段时间包括开发设计、建立供应链、编写控制软件、全面测试以及制造系统。
灵活性至关重要，因为在建设数据中心的时间内，波动的市场需求和技术进步可能会改变人们对如何平衡液冷与风冷的看法。
AWS 的设计旨在适应不断变化的需求。“我们设计液冷系统是为了方便在需要的数据中心添加它们，同时避免在不需要的地方增加成本。”Klusas 说。
冷却系统的另一个关键要素是 AWS 自主研发的定制冷却液分配单元，其性能更强、效率更高，优于市面上的现成竞品。“这是专门为我们自身需求而发明的，”Klusas 表示。“通过专注于解决我们特有的问题，我们能够优化以实现更低的成本、更高的效率和更大的容量。”
逐步推广
Klusas 的团队在 AWS 的研发中心开发了该系统的首个实例。该实验室用于测试所有进入 AWS 数据中心的设备与组件。随后，AWS 在生产数据中心部署了测试单元。如今，该系统已具备规模化应用的条件。今年夏季，系统将逐步扩大规模，承担越来越多的冷却任务，并开始在更多数据中心投入使用。
系统如何以及在哪里承接这些任务将随时间推移逐步确定，但 Klusas 对系统适应快速演进未来的能力充满信心。“我们打造了一个在能源和成本方面都非常高效的系统，”他说，“并且能够精准部署在需要液冷的位置，以满足客户的需求。”
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