Решение Panasonic для охлаждения инфраструктуры ИИ с использованием насосной технологии, разработанной за 70 лет
Ускоренная цифровизация и растущее использование технологий Интернета вещей и искусственного интеллекта в последние годы сделали центры обработки данных неотъемлемой частью нашей жизни. По мере того как в инфраструктуре искусственного интеллекта и центрах обработки данных используются более совершенные чипы с более высокой скоростью и увеличенной пропускной способностью, управление теплом, выделяемым этими системами, становится насущной проблемой. Инновации в технологиях охлаждения имеют решающее значение для обеспечения стабильной работы и устойчивого развития общества, использующего искусственный интеллект.
В 2025 году компания Panasonic отметила 70-летие своего бизнеса по производству насосов. Опираясь на опыт, накопленный в сфере производства насосов, компания Panasonic разработала новый насос для жидкостного охлаждения, специально предназначенный для охлаждения серверов в центрах обработки данных. Насосы можно использовать в составе блока распределения охлаждающей жидкости (CDU) — основного компонента для охлаждения серверов, обеспечивающего эффективную циркуляцию жидкости.
В этой статье рассказывается о том, как компания Panasonic стремится к созданию устойчивого цифрового общества, разрабатывая компактные, высокоэффективные и долговечные насосы, которые помогают сделать инфраструктуру искусственного интеллекта более надёжной и энергоэффективной.
Жидкостные насосы для охлаждения снижают температуру в центрах обработки данных
Для отвода избыточного тепла, которое выделяют графические процессоры и ИИ-ускорители внутри серверов, требуются более эффективные решения для охлаждения. Системы жидкостного охлаждения набирают популярность, поскольку жидкости проводят тепло лучше, чем воздух, который традиционно используется в таких системах, как вентиляторы и кондиционеры.
В этих системах жидкостного охлаждения используются жидкостные насосы, которые прокачивают жидкость через серверы для поглощения тепла. Затем жидкость охлаждается в блоках распределения питания за пределами серверов и возвращается в систему. Насосы, установленные в блоках распределения питания, эффективно рассеивают тепло и обеспечивают непрерывную циркуляцию. Спрос на эти насосы значительно вырос, поскольку они повышают общую надёжность и энергоэффективность серверных систем.
Компания Panasonic была готова удовлетворить этот спрос. Компания имеет 70-летнюю успешную историю в сфере производства насосов, начиная с 1955 года, когда были выпущены бытовые насосы (колодезные насосы) для подачи воды в дома. С 1980-х годов технология Panasonic широко используется для производства встроенных насосов для систем нагрева воды, отопления и ванных комнат в жилых домах. Впоследствии технология производства насосов была применена в таких областях, как теплообменники и системы рекуперации отработанного тепла. Совокупные продажи насосов превысили 53 миллиона единиц в 2024 году, и насосный бизнес Panasonic занимает доминирующую долю на японском рынке водонагревателей. Эта прочная позиция была основана на раннем внедрении двигателей постоянного тока, повышающих энергоэффективность, а также на компактной и легкой конструкции — характеристиках, которые высоко ценятся потребителями.
Используя эту технологию и её успешный опыт применения, компания Panasonic в 2021 году вышла на новый рынок. «Помимо нашего основного рынка систем отопления, мы вышли на рынок центров обработки данных. Это стало для нас серьёзным вызовом», — говорит Кодзи Накамура, директор подразделения устройств для красоты и ухода за собой.
Системы охлаждения бывают двух типов: In-Rack, которые обеспечивают охлаждение отдельной серверной стойки, и In-Row, которые охлаждают несколько серверов. Насосы жидкостного охлаждения Panasonic достаточно компактны, чтобы их можно было установить в системы охлаждения In-Rack. В этой конфигурации три насосных агрегата могут быть размещены в ограниченном внутреннем пространстве системы охлаждения In-Rack высотой 4U (178 мм). Два насоса работают непрерывно, а третий обеспечивает резервирование для предотвращения сбоев в системе охлаждения. Такой высокий уровень резервирования необходим для защиты данных в чрезвычайных ситуациях.
Насос жидкостного охлаждения Panasonic: его технология и преимущества
Компактные насосы Panasonic позволяют создавать компактные распределительные устройства, обеспечивая при этом резервирование. Их разработка была сопряжена со значительными техническими трудностями. «Интеграция насосов в структуру распределительного устройства стала новой задачей для Panasonic, потребовавшей разработки новых компонентов насосов», — объясняет Юсуке Иваи, отвечающий за проектирование и разработку.
Поскольку размер сервера ограничен, увеличить размер насосов было невозможно. В то же время для повышения эффективности охлаждения требовалось увеличить расход жидкости. Чтобы удовлетворить эти противоречивые требования, компания Panasonic разработала новый охлаждающий насос для серверов, который отличается высокой производительностью, эффективностью и длительным сроком службы при сохранении компактных размеров.
Используя анализ магнитного поля, гидродинамический анализ и анализ потока, команда Panasonic разработала компоненты насоса с помощью многократного моделирования для повышения эффективности двигателя и обеспечения более плавного потока жидкости.
Команде удалось снизить влияние тепловыделения за счёт запатентованной технологии инкапсуляции с использованием интегрированного формования, что повысило энергоэффективность всей системы и упростило конструкцию системы охлаждения.
В результате скорость потока увеличилась на 75 % (с 40 до 70 литров в минуту) при сохранении прежнего размера.
Кроме того, оптимизированная конструкция жидкостного самосмазывающегося погружного подшипника скольжения снизила нагрузку на вал. Благодаря минимальному износу насос может работать в течение рекордного для отрасли срока службы.
Они использовали встроенные конструкции для интеграции двигателя в насосную часть. Это позволило уменьшить размер насоса, повысить эффективность и обеспечить большую гибкость компоновки для конфигураций CDU.
Тесное сотрудничество с местной торговой компанией для стабильного развития бизнеса
Изменения в технических характеристиках могут происходить даже после настройки систем массового производства, поэтому насосы в CDU должны быть адаптируемыми. Чтобы оперативно реагировать на меняющиеся потребности клиентов, необходимо тесно сотрудничать с местным отделом продаж, который занимается доставкой продукции.
В 2021 году компания Panasonic начала продвигать новые насосы на рынке Тайваня, который является центром индустрии искусственного интеллекта и центров обработки данных, и создала систему для тесного сотрудничества не только с местным торговым представительством, но и с другими компаниями группы Panasonic. «Это ускоряет разработку новых продуктов так, как было бы немыслимо ещё два-три года назад», — объясняет Ёсиюки Ямадзаки, отвечающий за планирование и маркетинг.
Ямазаки и другие японские разработчики часто посещают местное торговое представительство на Тайване для личных встреч. Благодаря этому сотрудничеству продажи насосов Panasonic на Тайване стабильно растут. «На самом деле производительность насосов Panasonic, а также наш подход к продажам высоко ценятся производителями серверов с искусственным интеллектом и компаниями, занимающимися центрами обработки данных на Тайване», — говорит Джаспер Ли, менеджер по продажам Panasonic Industrial Device Sales Taiwan Co., Ltd. «Нас всегда вдохновляет японская команда, которая часто приезжает на Тайвань. Мы с нетерпением ждём продолжения нашего сотрудничества, чтобы стать первопроходцами на рынках следующего поколения».
Команды разработчиков, производителей и маркетологов объединились, чтобы развивать бизнес
Компания Panasonic производит насосы с использованием интегрированной производственной системы на заводе Hikone в префектуре Сига, Япония. Благодаря собственному производству ключевых механических компонентов, таких как керамические детали и рабочие колеса, компания Panasonic обеспечивает высокую точность и качество своей продукции. Весь производственный процесс — от интегрированного формования, объединяющего намотку катушек и схему двигателя, до окончательной сборки насоса — также осуществляется собственными силами.
На этом заводе расположены отделы разработки, производства и маркетинга насосов, а также пять конструкторских отделов: отдел разработки с учётом потребностей рынка, отдел разработки продукции/качества, отдел разработки оборудования/пресс-форм, отдел разработки методов и отдел разработки процессов/управления. Это объясняет, почему компания Panasonic может оперативно удовлетворять потребности клиентов и реагировать на постоянно меняющиеся требования и вызовы. Такая организация также способствует прогрессу за счёт принятия решений в режиме реального времени, чему способствует ежедневный обмен информацией, мерами по решению проблем и данными о статусе между отделами.
Завод в Хиконэ планирует построить новое крыло. Запуск запланирован на конец марта 2028 года. Эта инициатива позволит Panasonic удовлетворить растущий мировой спрос на охлаждающие насосы для центров обработки данных.
Расширяя бизнес, компания Panasonic стремится внести свой вклад в развитие общества, основанного на искусственном интеллекте.
«Достижения в области технологий охлаждения напрямую влияют не только на развитие общества, использующего искусственный интеллект, но и на будущее окружающей среды нашей планеты, — говорит Кодзи Накамура. — Постоянно совершенствуя наши основные преимущества — возможности продуктов и скорость разработки — и максимально повышая ценность решений, которые мы предлагаем нашим клиентам, мы поможем реализовать устойчивое цифровое будущее».
«Наша ближайшая цель — к 2035 году достичь совокупного объёма поставок в 100 миллионов единиц. Руководствуясь нашим слоганом в сфере производства насосов «Обеспечь хороший поток», мы полны решимости возглавить следующую эру инноваций благодаря силе людей и технологий».
Купить кондиционер Panasonic можно на сайте официального поставщика в России.
Оригинал: https://news.panasonic.com/global/stories/18074