Teknik Rapor: Yapay Zekâ Altyapısında Isıl Sınırlar - Güç Kırılması Boyunca Soğutma Teknolojilerini Hesaplama Gücüne Eşleştirmek, Sürüm 1.00 (Ekim 2026)

Özet

Rapor, soğutmanın uzun süre destek hizmeti iken şimdi hesaplama kapasitesinin devreye alınma hızını belirler hale geldiğini öne sürer. Her yöntemi sınırlayan üç sınır tanımlar: verimlilik sınırı (soğutma payının cihaz gücüne göre eğrisinde belirgin biçimde doğrusal olmayan dirsek noktası), ekonomik sınır (enerjinin yalnızca bir terim olduğu toplam sahip olma maliyetinin yöntemin aleyhine döndüğü nokta) ve fizik sınırı (hiçbir ulaşılabilir akış, yüzey veya sıcaklıkla bağlantı noktasının izin verilen aralıkta tutulamadığı, yöntemin imkânsızlaştığı nokta). Ekonomik ve fizik sınırı arasındaki boşluğa kaçınma bölgesi denir; bölgenin genişliği geçişin ani mi, kademeli mi olacağını belirler. Sürüm 1.00, 12 Ekim 2026'da yayımlanmıştır.

Merkezî iddia 'en az bozulma yasası'dır: yeni bir soğutma yöntemi, ancak mevcut yöntem işi yapamaz hale geldiğinde benimsenir, çünkü her yeni yöntem, güvenilirlik odaklı ekosistemin ertelemek için haklı nedenleri olduğu yeni bağımlılıklar getirir. Hava, tek bir nesilde fizik sınırının ötesine zorlanmış, soğutma plakası aniden varsayılan olmuş ve bunun ardından 'hazırlık borcu' birikmiştir. Rapor, fizik bölümünde hava için özgül ısıyı 1.005 J/(kg K), suyu 4.184, PG25'i 3.950, florokarbon dielektrikleri 1.050 ve yağ bazlı dielektrikleri 1.850 olarak karşılaştırır; kalıp düzeyinde ısı akısının 2024'e kadar yaklaşık 50-90 W/cm2'de yatay kaldığını, paket gücünün ise daha büyük kalıp alanıyla üç katına çıktığını belirtir.

Yöntem bölümleri hava, tek ve iki fazlı soğutma plakası, tek ve iki fazlı daldırma ve mikroakışkanları değerlendirir. Hava soğutmada fan gücünün debiyle yaklaşık küp oranında arttığı, hava akışını iki katına çıkarmanın yaklaşık sekiz kat fan gücü isteyebileceği söylenir; pratik hava soğutmalı raf tavanı 45 kW alınır ve arka kapı eşanjörleriyle yaklaşık 60-80 kW'a uzatılabilir. Tek fazlı soğutma plakası için 5 LPM su ve 10 °C izin verilen soğutucu artışında duyulur ısı taşıma sınırı yaklaşık 3,46 kW'tır; bu nedenle plaka başına yaklaşık 3-4 kW pratik sınırdır ve bu 'dört kW sınırı' içsel bir termodinamik tavan değil, mimari bir sınırdır. Rapor sonuç kısmında reticle sınıfı bir kalıp için fizik sınırını yaklaşık 4.000 W olarak öngörür ve öncü paket gücünün yaklaşık iki yılda bir ikiye katlandığını belirtir.

Güvenilirlik analizinde varsayılan yıllık arıza oranları hava soğutmalı GPU için yüzde 2,5, sıvı soğutmalı GPU için yüzde 1,5, merkezi CDU için yüzde 0,8, hızlı bağlantı başına yüzde 0,15 ve GPU başına soğutma plakası için yüzde 0,1'dir. Paylaşılan bir CDU, N+1 pompalara rağmen modellenen raf düzeyi kesinti olasılığını yılda yaklaşık yüzde 0,01'den (hava) yaklaşık yüzde 0,25'e (DLC) yani yaklaşık 25 kat artırır. Raf güç dayanakları GB200 NVL72 için 120-132 kW, GB300 sınıfı için yaklaşık 140 kW, VR200 NVL144 için yaklaşık 230-250 kW ve duyurulan Kyber sınıfı Rubin Ultra için yaklaşık 600 kW'tır. Ekonomi bölümü 200 MW'lık referans vaka kullanır (sıvı soğutmada tesis suyu ΔT 8 °C, havada 20 °C; yüzde 4 UPS kaybı; yüzde 88 ortalama PSU verimi).

Sonuç bir araç çantasıdır: hiçbir yöntem her eksende kazanmaz; hava en ucuzdur ve en sınırlıdır, soğutma plakası başlangıçta ılımlıdır ve zorlandıkça pahalılaşır, daldırma kurulumu pahalıdır fakat güvenilirlik ve verimlilikle geri kazandırır, iki fazlı yöntemler en uzağa ulaşır ancak akışkan, muhafaza ve mevzuat bedeli öder, mikroakışkanlar diğer yöntemleri güçlendirir. Tesis ikinci bir zorlayıcıdır: enerji, su ve arazi. Ek bir bölüm, devreye almanın yapay zekâ veri merkezlerinde darboğaz haline geldiğini ve yalnızca kararlı durumu değil yük adımı tepkisini, sızıntı algılama ve otomatik izolasyonu ve yöntemler arası el değiştirmeyi doğrulaması gerektiğini savunur. Çalışma argüman odaklı bir teknik rapordur; birçok değer modelleme sonucu veya satıcı beyanıdır, ölçülmüş standart değildir.

Öne çıkan noktalar

1. Üç sınır tanımlanır: verimlilik (soğutma payı eğrisinin dirsek noktası), ekonomik (toplam sahip olma maliyeti) ve fizik (bağlantı noktasının tutulamadığı imkânsızlık); ekonomik ve fizik sınırı arasındaki boşluk kaçınma bölgesidir.
2. En az bozulma yasası: yeni soğutma yöntemi ancak mevcut yöntem işi yapamaz hale geldiğinde benimsenir; hava tek nesilde fizik sınırına zorlanmış, soğutma plakası ani biçimde varsayılan olmuştur.
3. Özgül ısı: hava 1.005, su 4.184, PG25 3.950, florokarbon dielektrik 1.050, yağ bazlı dielektrik 1.850 J/(kg K).
4. Kalıp düzeyi ısı akısı 2024'e kadar yaklaşık 50-90 W/cm2'de kalmış, paket gücü daha büyük kalıp alanıyla üç katına çıkmıştır.
5. Varsayılan yıllık arıza oranları: hava soğutmalı GPU yüzde 2,5, sıvı soğutmalı GPU yüzde 1,5, merkezi CDU yüzde 0,8, hızlı bağlantı başına yüzde 0,15, GPU başına soğutma plakası yüzde 0,1.
6. Paylaşılan CDU, modellenen raf düzeyi kesinti olasılığını yılda yaklaşık yüzde 0,01'den (hava) yaklaşık yüzde 0,25'e (DLC) çıkarır; N+1 pompalarda bile yaklaşık 25 kat.
7. Pratik hava soğutmalı raf tavanı 45 kW alınır; arka kapı eşanjörleriyle yaklaşık 60-80 kW'a uzatılabilir.
8. Raf güç dayanakları: GB200 NVL72 120-132 kW, GB300 sınıfı yaklaşık 140 kW, VR200 NVL144 yaklaşık 230-250 kW, duyurulan Kyber sınıfı Rubin Ultra yaklaşık 600 kW.
9. 5 LPM su ve 10 °C izin verilen soğutucu artışında duyulur ısı taşıma sınırı yaklaşık 3,46 kW'tır; plaka başına yaklaşık 3-4 kW pratik bir sınırdır.
10. Ekonomik referans vakada tesis suyu ΔT 8 °C (sıvı soğutma) karşısında 20 °C (hava), yüzde 4 UPS kaybı ve yüzde 88 ortalama PSU verimi varsayılır; hiçbir yöntem her eksende kazanmaz.

Tasarımda kullanımı

• Soğutma mimarisini, hedef raf gücünü yöntemlerin kullanılabilir zarfına göre seçin: 45 kW hava tavanı (arka kapıyla 60-80 kW), 120-250 kW sıvı soğutma plakası ve duyurulan 600 kW sınıfı raflar için raporun verdiği dayanak değerler.
• Soğutma plakası tasarımında paket başına 3-4 kW'ı pratik sınır kabul edin; 5 LPM ve 10 °C artışın 3,46 kW taşıdığı hesabını, soğutucu debisi ve izin verilen ΔT'yi belirlerken doğrudan kullanın.
• Paylaşılan CDU'nun tek hata noktası olarak raf düzeyi kesinti olasılığını yaklaşık 25 kat artırdığını dikkate alın; yedeklilik, izolasyon vanaları ve CDU bölünmesini bu etkiye göre sınayın.
• Her yöntem için verimlilik, ekonomik ve fizik sınırını ve kaçınma bölgesini yazın; kararı yalnızca enerjiye değil, güvenilirlik, sermaye, işçilik ve alan dahil toplam sahip olma maliyetine dayandırın.
• Karma mimarilerde (en yüksek akılı hızlandırıcıda yüzeyli yöntem, geri kalan dağıtık yük için daldırma gibi) yöntemler arası el değiştirmeyi ve yük adımı tepkisini devreye alma kabul testlerine ekleyin.
• Tesisin elektrik, su ve arazi sınırlarını ikinci zorlayıcı olarak ele alın ve soğutma stratejisini bu sınırlar altında yoğunluk ve ısı geri kazanımı açısından karşılaştırın.

Kimler okumalı

Yapay zekâ veri merkezi soğutma mimarisini seçen mühendisler, soğutma ve BT ekipmanı tedarikçileri ile stratejik yatırım kararı veren yöneticiler.

Belgenin bölümleri

1. Sürüm Geçmişi ve Teşekkürler
2. Özet
3. Giriş
4. Soğutma kısıt haline gelir
5. Kaçak güç eğrileri yeni değil
6. Bu kez neden kurtarıcı yok
7. Farklı türde bir geçiş
8. OCP İlkeleri
9. Sınırları belirleyen fizik
10. Yönetici denklem
11. Sıvılar havadan neden iyidir
12. Daralan sıcaklık bütçesi
13. Akı ve toplam güç
14. Üç sınır
15. Verimlilik sınırı
16. Ekonomik sınır
17. Fizik sınırı
18. Kaçınma bölgesi
19. Benimseme yasası
20. Isının şekli
21. Isıl yol (edinim, taşıma, atım)
22. Soğutma teknolojileri: hava, tek fazlı soğutma plakası, iki fazlı soğutma plakası, tek fazlı daldırma, iki fazlı daldırma, mikroakışkanlar
23. Soğutma ekonomisi
24. Alet çantası: çok teknolojili yol haritası
25. Epilog: Yapay zekâ veri merkezinin devreye alınması
26. Sonuç
27. Ek A: Grafiklerin ayrıntılı kaynak verisi
28. Ek B: Tek Fazlı Soğutma Plakasının Termohidrolik Sınırları
29. Ek C: Okuyucu başvurusu
30. Ek D: Lisans

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Rolf Brink; Mohan J. Kumar; Steve Mills; Kelley Mullick

Yayıncı

Open Compute Project Foundation

Yıl

2026

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Sektör kuruluşu

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

Lisans

CC BY-SA 4.0 — atıf vererek ve aynı lisansla paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.opencompute.org

Künye