Двухфазное охлаждение: почему стартапы говорят, что дата-центры для ИИ «залили не той жидкостью»

Двухфазное охлаждение ИИ-ускорителей: тема, вокруг которой стартап Accelsius построил громкое заявление: индустрия дата-центров охлаждает свои ускорители «не той жидкостью» и из-за этого переплачивает миллионы за электричество. В исследовании, которое компания заказала и опубликовала 21 июля 2026 года (о нём написало издание The Register), утверждается простая вещь: если заменить обычный однофазный теплоноситель на двухфазный, тот самый, что кипит в холодильниках и кондиционерах, воду в контуре здания можно держать на 14 °C теплее. А чем теплее оборотная вода, тем меньше энергии уходит на чиллеры. Ниже как это работает физически, сколько экономит на практике и почему массовому внедрению мешает один конкретный «монстр» из стойки Nvidia.

Почему ИИ-ускорители «варят» дата-центр

Современный ускоритель это уже не про воздух. Плотность стоек выросла до десятков киловатт, и один чип может рассеивать больше тепла, чем целый старый сервер. Воздух с такой задачей не справляется, поэтому топовые платформы Nvidia проектируются сразу под жидкость. Отсюда и вопрос: если жидкостное охлаждение всё равно неизбежно, то какая именно жидкость, и это, оказывается, стратегическое решение, а не деталь монтажа.

Чтобы не путаться, разложим три подхода к жидкостному охлаждению дата-центра. Погружное (иммерсионное): сервер целиком опускают в ванну с диэлектриком. Однофазное direct-to-chip: вода или гликоль прокачиваются через холодные плиты на чипах и просто нагреваются. И двухфазное direct-to-chip: подход Accelsius, где теплоноситель закипает прямо в микроканалах плиты. Именно кипение: ключ ко всей истории.

Как работает двухфазное охлаждение: одна фаза против двух

Внешне продукт Accelsius под названием NeuCool почти неотличим от обычного direct-to-chip: теплоноситель идёт через стоечные манифольды и ребристые холодные плиты, тепло уносится в CDU (блок распределения теплоносителя), а оттуда передаётся в водяной контур здания. Разница: в самой жидкости.

При кипении жидкость поглощает большую скрытую теплоту парообразования. Проще говоря, фазовый переход снимает высокий тепловой поток при меньшем перепаде температур, чем простой нагрев воды. Отсюда и «запас» по градусам: чипу комфортно даже тогда, когда вода в контуре заметно теплее обычного. Это не иммерсия с булькающей ванной: жидкость кипит в тонких каналах плиты (так называемое кипение в потоке, flow boiling), а не в открытом баке.

CTO Accelsius Рич Боннер подчёркивает, что снаружи технология мало отличается от привычной: «Наша технология использует скайв-рёбра, и мы снимаем тепло за счёт кипения в потоке. Мы прокачиваем жидкость через маленькие каналы это ровно то же, что делает однофазное охлаждение».

Плюс 14 °C к воде: и математика экономии

Теперь цифры, ради которых всё затевалось. По данным компании, двухфазный контур позволяет держать воду здания до 54 °C, а при удвоении расхода, до 59 °C. Для сравнения, типичные системы работают на уровне около 45 °C. Отсюда и разница до 14 °C.

Почему это деньги? Accelsius оценивает, что каждый +1 °C температуры воды здания даёт примерно 4 % годовой экономии энергии. Чем теплее оборотная вода, тем реже приходится включать энергоёмкие чиллеры, а иногда их можно не гонять вовсе. Высвобожденную мощность оператор пускает либо на дополнительные вычисления, либо на разгон чипов ради производительности.

NeuCool на практике: восемь B200 и −19 °C на плите

В whitepaper Accelsius взяли жидкостный сервер Dell PowerEdge XE9680L с восемью ускорителями Nvidia B200, поставили двухфазные плиты и залили NeuCool. Результаты:

Стоит быть честными: эти цифры: из исследования, которое заказал сам Accelsius, то есть данные вендора. Но фактура конкретная и проверяемая на стенде, а не рекламный лозунг.

Что делать с горячим стоком: от бесполезных 30 °C до «душевых» 60 °C

Сэкономленные градусы это половина истории. Вторая половина: качество сбросного тепла. «Из 30-градусного сбросного тепла мало что выжмешь, но когда доходишь до 50-60 °C это уже уровень горячего душа», говорит Боннер.

Тепло в 50-60 °C реально пригодно для повторного использования: отопление зданий, теплицы, бассейны, районные теплосети. В России, где отопление: отдельная статья расходов половину года, идея дата-центра, который греет соседний микрорайон, звучит не так фантастически. Хотя до массовых сценариев тут ещё далеко.

Сухие градирни вместо испарительных: как перестать «пить» воду

Высокая температура воды открывает ещё один трюк, переход с испарительных градирен (которые расходуют воду тоннами) на сухие (dry coolers, по сути промышленные радиаторы). Это снижает водопотребление дата-центра: острая тема и для регуляторов, и для репутации.

Оговорка честная: сухие градирни эффективны в основном в холодные месяцы, когда велик перепад между температурой воды и воздуха. В жару всё равно понадобятся испарительные или фреоновые системы. Так что «нулевого водопотребления» никто не обещает, речь о сокращении.

Где спотыкается двухфазное охлаждение: кастомные плиты, CDU и монстр NVL72

Технология не новая: ещё в 2021 году Microsoft погружала целые шасси в ванны с кипящими фторкетонами, а ZutaCore давно делает двухфазное direct-to-chip. Проблема во внедрении.

Тестовый стенд с B200 использовал кастомные холодные плиты и специальный CDU под двухфазный теплоноситель. Заменить плиты на восьми чипах несложно. А вот Nvidia NVL72: совсем другой зверь: 72 GPU, 36 CPU, 18 коммутационных ASIC и десятки сетевых карт, и всё это на жидкости. Спроектировать под них двухфазные плиты: задача другого порядка.

Решение, которое предлагает Accelsius,: универсальные холодные плиты: одна платформа для OEM, совместимая и с одно-, и с двухфазным теплоносителем. Плюс нужны совместимые CDU достаточной мощности, их в компании называют «сердцем» любой жидкостной системы.

И есть подводный камень, о котором стоит помнить отдельно: двухфазные теплоносители исторически связаны с фторсодержащими жидкостями. А это тема PFAS: «вечных химикатов» и растущих экологических ограничений. Регулирование здесь может оказаться более серьёзным барьером, чем инженерия.

Что двухфазное охлаждение значит для рынка

Пока индустрия строит дата-центры под ИИ на пределе доступной мощности, каждый сэкономленный градус превращается в деньги и в разрешение на подключение. Если универсальные плиты действительно уберут разницу между «обычным» и двухфазным охлаждением, выбор теплоносителя из инженерной мелочи станет стратегическим решением операторов, тем самым, ради которого Accelsius и затеял своё исследование. А тем, кто следит за приватностью и доступом в сети, стоит помнить: за каждым запросом к нейросети стоит стойка, которую кто-то отчаянно пытается остудить.

Источники

The Register, о двухфазном охлаждении ИИ-ускорителей и исследовании Accelsius