لماذا أصبحت البنية التحتية المبردة بالسائل هي السائدة؟

قبل عقد من الزمان، كان يُنظر إلى التبريد السائل على أنه "حلٌّ متخصص" لأجهزة الكمبيوتر العملاقة ومجموعات الذكاء الاصطناعي المتطورة. أما اليوم، فقد تطور ليصبح خيارًا أساسيًا للبنية التحتية لمراكز البيانات حول العالم. ولا يُعزى هذا التحول إلى ضجة التكنولوجيا، بل إلى اتجاهات الصناعة الراسخة والاحتياجات التشغيلية العملية.

الدافع الرئيسي هو الزيادة الكبيرة في كثافة الحوسبة. مع تزايد شعبية الذكاء الاصطناعي والتحليلات الفورية وألعاب السحابة، ارتفع استهلاك طاقة الخوادم من 500 واط لكل وحدة إلى 3 كيلو واط أو أكثر لوحدات معالجة الرسومات عالية الأداء. يواجه نظام التبريد الهوائي التقليدي عقبة كبيرة هنا، إذ أن موصليته الحرارية أقل بـ 40 مرة من موصلية سوائل التبريد، مما يجعل من المستحيل تحمل أحمال حرارية تزيد عن 50 كيلو واط لكل خزانة. على النقيض من ذلك، يستخدم التبريد السائل ألواح التبريد أو الغمر لنقل الحرارة مباشرةً: تدعم أنظمة الألواح الباردة 100-150 كيلو واط لكل خزانة، بينما يمكن لحلول الغمر ثنائية الطور التعامل مع أكثر من 500 كيلو واط، مما يلبي تمامًا احتياجات مجموعات الحوسبة الكثيفة.

تُسرّع متطلبات كفاءة الطاقة هذا التحول. تُعيق أهداف الحياد الكربوني العالمية ولوائح كفاءة استخدام الطاقة الصارمة (حيث تُحدد العديد من المناطق كفاءة استخدام الطاقة عند 1.2) تبريد الهواء. عادةً ما تتراوح كفاءة استخدام الطاقة في مراكز البيانات المبردة بالهواء بين 1.3 و1.5، بينما تستفيد أنظمة التبريد السائل من درجات حرارة مخرج الهواء العالية (35-45 درجة مئوية) لتحقيق أقصى استفادة من التبريد الحر - حيث يُمكن تلبية ما يصل إلى 80% من احتياجات التبريد السنوية باستخدام مصادر التبريد الطبيعية في المناطق المعتدلة، مما يُخفض كفاءة استخدام الطاقة إلى 1.03-1.08. يوفر مركز بيانات مُبرد بالسائل بسعة 10,000 خادم أكثر من 10 ملايين كيلوواط/ساعة سنويًا مقارنةً بنظيره المُبرد بالهواء.

أزالت التحسينات العملية عوائق التبني. عانت أنظمة التبريد السائل المبكرة من ارتفاع تكاليف التحديث وتعقيد الصيانة. أما اليوم، فيمكن دمج أنظمة الألواح الباردة في رفوف الخوادم الحالية بأقل قدر من التعديلات، بتكلفة تزيد بمقدار 15-20% فقط عن تكلفة التبريد الهوائي المُحسّن. كما تطور التبريد بالغمر، حيث تُقلل سوائل التبريد منخفضة السمية والقابلة لإعادة التدوير من المخاطر البيئية، وتُتيح التصميمات المعيارية الصيانة في الموقع دون الحاجة إلى إيقاف تشغيل النظام بالكامل.

لذا، يُعدّ انتشار التبريد السائل نتيجةً طبيعيةً لتزايد الطلب ودفع عجلة التكنولوجيا. ومع استمرار نمو احتياجات الحوسبة، لن يكون التبريد السائل مجرد خيار ترقية، بل متطلبًا أساسيًا يُحدد الجيل القادم من البنية التحتية لمراكز البيانات.