直接液冷とは 熱の最大98%を液体で回収、スーパーマイクロは電力を最大40%減らすと説明
直接液冷は、チップに冷却液の流れる板を当てて熱を運ぶ方式です。スーパーマイクロは2025年5月、ラックの熱の最大98%を液体で回収し、空冷に比べデータセンターの電力を最大40%減らせる製品を発表しました。
- 直接液冷は、チップの上に「コールドプレート」と呼ぶ金属の板を当て、その中に冷却液を流して熱を運ぶ方式です。
- 空気より多くの熱を運べるため、ラック1つが100キロワットを超えるAIのサーバーで使われています。
- エヌビディアのGB200 NVL72はラック全体で120キロワットで、液冷を前提にしています。同社は、空冷に比べて水の効率が300倍超になると説明しました。
- スーパーマイクロのDLC-2は、冷却液の入口の温度を最高45度まで上げられ、ラック1つで250キロワットの熱を運べる装置を内蔵します。
直接液冷(DLC)とは、発熱するチップに冷却液を直接届けて冷やす方式のことです。チップを液体に沈めるのではなく、チップの上に銅などの板を密着させ、その中の細い流路に冷却液を流します。温まった液体は配管で運ばれ、熱交換器で熱を渡して、冷えてから戻ってきます。
装置の構成
| 部品 | 役割 |
|---|---|
| コールドプレート | チップに当てる板。中を冷却液が流れる |
| マニホールド | ラックの中で各サーバーに液を分ける配管 |
| CDU(冷却液分配装置) | ポンプと熱交換器で、ラック側の液と建物の冷却水の間で熱を受け渡す |
| 建物の冷却設備 | チラー、冷却塔、ドライクーラーなどで熱を外へ捨てる |
チップの熱の多くは液体が運びますが、メモリや電源などの熱の一部は空気で冷やすことが多く、ファンも残ります。液体で回収できる熱の割合が、製品の比べどころの1つです。
なぜAIで必要になったか
エヌビディアによると、データセンターのラックは長く約20キロワットでしたが、GB200 NVL72はラック全体で120キロワットです。同社は2025年4月のブログで、液体は空気の約1000倍の密度があり、熱をよく運ぶと説明しました。GB200 NVL72の液冷は、空冷の設計に比べて水の効率が300倍超だとしています。冷却はデータセンターの電力の最大40%を占めてきました。
スーパーマイクロのDLC-2
米スーパーマイクロは2025年5月14日、第2世代の直接液冷の製品群DLC-2を発表しました。会社の示す効果は次のとおりです。
- ラックの熱の最大98%を液体で回収します。
- 冷却液の入口の温度を最高45度に上げられ、冷水をつくる設備が要らなくなります。水の使用は最大40%減るとしています。
- 空冷の設備に比べて、データセンターの電力を最大40%、総保有コストを最大20%減らせるとしています。
- ラックの中のCDUは、1ラックあたり250キロワットの熱を取り除けます。騒音は約50デシベルまで下がるとしています。
対象のサーバーは、エヌビディアのBlackwell世代のGPU8個とインテルのXeon 6のCPU2個を、高さ4U(約18センチ、計算)に収めたものです。
関連する用語
- 液浸冷却:サーバーを丸ごと液体に沈めて冷やす方式です。直接液冷とは別の方式です。
- チラー:冷却水を冷やす冷凍機です。入口の温度を上げられれば使う時間が減ります。
- データセンターの電力密度:ラック1つあたりの電力です。直接液冷を必要にした理由です。
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
関連する記事
液浸冷却とは KDDIなどの実証で冷却の電力94%減、マイクロソフトは50度で沸く液体を使用
液浸冷却は、サーバーを電気を通さない液体に沈めて冷やす方式です。KDDI、三菱重工業、NECネッツエスアイの実証では、サーバーの冷却に使う電力を一般的なデータセンターより94%減らし、PUEは1.05でした。
チラーとは エヌビディアは45度の温水で冷やす設計で「チラーなし」の運転を示す
チラーは、データセンターの冷却水を冷やす冷凍機です。エヌビディアは2026年6月、冷却液を最高45度で送る設計なら、気候のよい地域ではチラーなしで運転できると説明しました。
データセンターの電力密度とは 1ラック20キロワットから120キロワットへ、2027年には1メガワット
データセンターの電力密度は、ラック1つあたりの電力で表します。エヌビディアによると、これまでのデータセンターは1ラック約20キロワットでしたが、GB200 NVL72は120キロワットで、2027年には1メガワットのラックを見込んでいます。
建設のリードタイムとは TSMC熊本は着工から開所まで約1年10か月、アリゾナは発表から量産まで約4年半
建設のリードタイムとは、工場やデータセンターの着工から稼働までにかかる時間です。TSMCの熊本の第1工場は2022年4月に着工し、2024年2月に開所式を開きました。