التخطيط المتكامل للطاقة والتبريد والسعة الهيكلية مع ارتفاع كثافة رفوف الذكاء الاصطناعي

نمو كثافة طاقة الرفوف وفق ما أورده المصدر

يشير المصدر إلى أن كثافة طاقة الرف، أي مقدار القدرة المستمرة التي يسحبها الرف، ارتفعت خلال السنوات الأخيرة بسبب أحمال الذكاء الاصطناعي وقيود المساحة وتحسن حلول التبريد. وذكر التقرير أن أحمالا تقارب 10 كيلوواط لكل رف أو أقل كانت شائعة في منشآت أصغر، بينما أصبحت التصاميم الحديثة تتجه إلى مستويات أعلى بكثير، مع وجود تصاميم تقترب من واحد ميغاواط لكل رف أو تستهدفه في بعض الحالات.

بحسب الأرقام المنسوبة في المصدر، بلغ متوسط حمل الرف نحو 6.1 كيلوواط في عام 2016، ثم ارتفع إلى 12 كيلوواط في عام 2024، ووصل إلى 26 كيلوواط في عام 2026. هذه أرقام نقلها المصدر لوصف اتجاه السوق، ولا تعني أن كل مركز بيانات يعمل بهذه القيم أو أن كل رف قادر عمليا على الوصول إلى هذه المستويات.

هندسيا، ارتفاع الحمل لكل رف يعني أن قرارات الطاقة والتبريد والبنية المادية يجب أن تصبح مترابطة منذ مرحلة التصميم. أما القيم الفعلية لأي مشروع فتتطلب دراسة المعدات المستخدمة، ونمط التشغيل، وحدود الموقع، ومتطلبات الاعتمادية.

• تحديد حمل الرف المستهدف قبل التصميم

• مراجعة مسار التوسع المستقبلي

• فصل أرقام السوق عن متطلبات المشروع

تأثيرات التيار والتوزيع والحماية الكهربائية

زيادة قدرة الرفوف تفرض مراجعة منظومة التغذية من المصدر إلى الخزانة، بما يشمل الموصلات وقنوات التوزيع ووحدات التوزيع داخل الرفوف وأنظمة الحماية. وأوضح المصدر أن البنى التقليدية قد تواجه صعوبة في إيصال مئات الأمبيرات إلى رف واحد مع الحفاظ على التكرار المناسب.

لا يمكن تحويل قدرة الرف إلى قيمة تيار ثابتة لجميع الحالات، لأن التيار يعتمد على جهد التغذية، وعدد الأطوار، ومعامل القدرة، وطريقة التوصيل. لذلك يجب حساب التيار لكل تصميم كهربائي على حدة بدلا من استخدام رقم عام لجميع مراكز البيانات.

التوصية الهندسية هي مراجعة مقاطع الموصلات وسعات قضبان التوزيع ووحدات توزيع الطاقة وأجهزة الحماية وفقا للحمل الفعلي وظروف التشغيل. كما ينبغي التأكد من أن حدود الحماية لا تتعارض مع متطلبات الاستمرارية عند وجود أحمال كثيفة.

• حساب التيار حسب الجهد والأطوار ومعامل القدرة

• مراجعة سعات التوزيع والحماية

• تحديد نطاقات التكرار الكهربائي

التبريد المباشر على الشرائح وأحمال أنظمة التبريد السائل

ذكر المصدر أن حلول التبريد المتقدمة مثل التبريد المباشر على الشرائح والمبادلات الحرارية الخلفية والتبريد بالغمر تساعد على تمكين كثافات أعلى للرفوف. التبريد المباشر على الشرائح ينقل الحرارة من المكونات عالية القدرة إلى دائرة سائل مخصصة بدلا من الاعتماد الكامل على الهواء.

عند استخدام التبريد السائل، يجب دمج أحمال وحدات توزيع سائل التبريد مع التصميم الكهربائي، بما في ذلك أحمال وحدات التحكم والمضخات وأجهزة المراقبة. كما تحتاج المنظومة إلى كشف التسرب وإدارة المياه وربط انتقال الحرارة مع نظام رفض الحرارة في المنشأة.

توصية التصميم هي تطوير خريطة حرارية وكهربائية مشتركة توضح العلاقة بين حمل الحوسبة، واستهلاك المضخات، وقدرة معدات التبريد، وحدود التشغيل الآمن. ويجب أن تكون الصيانة والتدريب جزءا من خطة اعتماد التقنية.

• تقييم أحمال المضخات والتحكم

• تطبيق مراقبة التسرب

• ربط التبريد بمخطط رفض الحرارة

الأحمال الأرضية وهندسة الخزائن ومسارات التنفيذ

أوضح المصدر أن الرفوف الأعلى كثافة تزيد الحمل على الأرضية وتعقد عمليات المناولة، وقد تحتاج المنشآت المصممة لرفوف أخف إلى تعزيزات إنشائية أو أنظمة أرضيات مختلفة أو تعديل مسارات التركيب والخدمة.

التخطيط الهيكلي يجب أن يشمل وزن الخزانة والمعدات الداخلية وأنظمة الأنابيب والدعامات المرتبطة بالتبريد السائل. كما يجب مراجعة أبعاد الخزائن والارتفاع والعمق ومسافات الخدمة حول المعدات لضمان إمكانية التركيب والاستبدال.

تتطلب عمليات النشر في البيئات عالية الكثافة تنسيقا بين فرق الكهرباء والميكانيكا والإنشاءات والعمليات. وقد ذكر المصدر أن تحسين تخطيط الغرف ووسائل نقل المعدات، مثل الرافعات السقفية في بعض الحالات، يمكن أن يسهل التعامل مع المساحات المقيدة.

• التحقق من قدرة تحمل الأرضية

• مراجعة خلوصات الخدمة

• تخطيط إدخال المعدات وصيانتها

القياس والتشغيل المرحلي وحدود الاعتمادية واختبارات الأعطال

التعامل مع كثافات الرفوف المرتفعة يحتاج إلى قياس دقيق للطاقة والحرارة والسوائل. العدادات المتقدمة تساعد على مقارنة الحمل المتوقع بالحمل الفعلي، كما تتيح مراقبة التغيرات أثناء تشغيل أحمال الذكاء الاصطناعي.

يوصى هندسيا بالتشغيل المرحلي بدلا من الانتقال المباشر إلى الحمل الكامل، مع اختبار كل نطاق من نطاقات الاعتمادية وتحديد حدود الفصل بين مجالات التكرار. يجب أن توضح الاختبارات كيف تتصرف المنظومة عند فقد مصدر طاقة أو توقف مضخة أو حدوث إنذار تسرب.

لا يقدم المصدر مخططات اختبار محددة، لذلك فإن إجراءات التحقق يجب تطويرها وفقا لتصميم كل منشأة. الهدف هو إثبات أن الطاقة والتبريد والتحكم تعمل معا قبل إدخال أحمال إنتاجية كثيفة.

• تركيب قياس شامل للحمل

• تنفيذ تشغيل تدريجي

• اختبار حالات الفشل المحتملة

إطار قرار المشغلين وخلاصة التواصل

ينبغي للمشغلين اتخاذ قراراتهم بناء على خارطة كثافة مستقبلية تبدأ من متطلبات الحوسبة وتنتهي عند قدرة الطاقة والتبريد والبنية الإنشائية. وينقل المصدر توصية عامة بضرورة التخطيط لهندسات طاقة قادرة على دعم أحمال أعلى، ومواءمة استراتيجيات التبريد السائل مع خطط الكثافة المستقبلية، والتحقق من الأرضيات ومسارات الحركة.

إطار القرار العملي يتضمن تحديد الحمل الحالي والمتوقع، ثم مقارنة قدرة التوزيع الكهربائي والتبريد والهيكل مع هذا المسار. كما يجب تقييم المهارات التشغيلية المطلوبة لأن إدخال تقنيات التبريد السائل يضيف متطلبات مراقبة وصيانة جديدة.

للتواصل مع RICEWIND حول موضوعات البنية التحتية الكهربائية والحرارية لمراكز البيانات: ricewind.com، Email: lee@ricewind.com، WhatsApp: +86 17621197907.

• إنشاء خارطة توسع للكثافة

• مراجعة جاهزية الطاقة والتبريد

• تحديد متطلبات التشغيل والصيانة