ニュースリリース概要
日立、次世代AIデータセンターの電力消費量を低減するGPU冷却用コールドプレートを開発
GPUを効率的に冷却し、デジタルサービス「HMAX Data Center」と連携することで、データセンターの安定運用に貢献
株式会社日立製作所
株式会社日立製作所(以下、日立)は、生成AIの普及に伴い増大するデータセンターの電力消費量を低減するGPU*1冷却用コールドプレート*2を開発しました。AIデータセンターでは、サーバー内のGPUから発生した熱をコールドプレート内の冷却液で回収し、ポンプやチラー*3、冷却塔などを介して外気へ放出しています(図1)。GPUの高発熱化と搭載数の増加に伴い、回収した熱を外部へ放出するための冷却設備の負荷も高まり、電力消費量も増大していきます。
今回試作したコールドプレートでは、GPU面に沿って冷却液を流す従来構造に対し、冷却液をGPUの発熱部へ向かって流す独自の「U字トンネル流路」構造を採用しました(図2)。この構造では、数千本の微細な流路を多並列に配置することで、GPU近傍から大量の熱を素早く回収できます。冷却液は、発熱部で熱を吸収した後、U字型に折り返して出口へ流れるため、冷たい冷却液と温まった冷却液が混ざらず、常に高い冷却性能を維持できます。これにより、従来より高い温度の冷却液でもGPUを効率的に冷却できるため、外気との温度差を生かして効率よく放熱できることから、冷却に必要な電力を30％削減できる見込みを得ました*4。
今後、日立は、今回開発したコールドプレートを起点に、冷却システムの統合制御と組み合わせることで、デジタルサービス「HMAX Data Center」*5の効果を引き出す冷却技術の一つとして発展させていきます。データセンターの高効率化と安定した運用により、持続可能なデジタル社会インフラの構築に貢献します。
図1 AIデータセンターにおける冷却全体像(イメージ)
図2: GPU冷却用コールドプレート試作品と独自のU字トンネル流路の模式図
*1 GPU：Graphics Processing Unitの略。特にAI学習で膨大な行列計算を何度も繰り返す際に必要な並列演算処理装置。
*2 コールドプレート：半導体などの発熱部品に接触させ、内部に流す冷却液で熱を回収する冷却部材。
*3 チラー：冷凍サイクルにより冷却液から熱を回収し、外部へ放出する装置。
*4 特定地域のデータセンターとその外気温度を仮定し、大気への放熱を促す設備の稼働率の変化から算出した値。条件により結果は異なる。
*5 データセンターインフラの統合運用を実現するソリューション「HMAX Data Center」を提供開始：日立
