液浸冷却装置 ICEraQ®シリーズ

【背景】
AI・GPUサーバーの拡大が加速
生成AIの普及でデータ処理は高密度化に。
ラックあたりの消費電力は、従来の冷却の限界を超えつつあります。

【課題】

空冷の限界とGPUの進化

空冷はもちろん、DLCもGPUの進化が加速する中で、その冷却能力にもいずれ限界が訪れると考えられます。

【解決】

液体で冷やすという選択

液浸冷却は、サーバー全体を効率よく冷やすことで、冷却性能の向上と省電力化、高密度運用の両立を可能にします。

サーバーが発する熱で温まった冷却液をポンプで循環させ、熱交換器で外部冷却装置の冷水と熱を交換。
その後、冷却された液が再びラックへ戻ることで、効率的な冷却サイクルを実現します。

 【冷却の仕組み】

　❶サーバーの排熱で冷却液が温まる
　　液漕ラック内で稼働するサーバーからの熱を冷却液が吸収します。

　❷冷却液をポンプで循環
　　温まった冷却液は、ポンプによって循環ラインへと送り出されます。
　❸熱交換器で冷却液を冷却
　　外部冷却装置（冷却塔やチラー）からの冷水で熱交換を行い、冷却液の温度を下げます。

　❹冷却された液がラックへ戻る
　　冷却された液は再び液漕ラックへ戻り、冷却サイクルを繰り返します。

高密度なAI・GPUサーバーの普及に伴い、空冷のみでは冷却能力や効率の限界が見え始めています。
こうした課題に対応するため、さまざまな冷却技術が用途に応じて進化・多様化してきました。
各方式には、用途や設置条件に応じた適材適所があります。

【空冷（Air Cooling）】

空気でサーバーを冷やす最も一般的な冷却方式

●一般的な業務サーバー向き

・サーバーに搭載されたファンと空調設備で熱を放出

・ラックあたり5～10kWが上限

・構築コストが安価

【DLC（Direct-to-Chip Liquid Cooling】

CPUやGPUなどチップに直接水冷プレートを充てる方式

●高発熱チップ搭載のHPCや解析サーバー向き

・高発熱チップの冷却効率を高め、空冷よりも高い冷却性能を発揮

・ファンや空調とのハイブリッド運用が前提となり、省電力・静音性が限定的

【液浸冷却（Immersion Cooling】

サーバー全体を冷却液に浸す方式

●高密度GPU処理環境向き

・サーバー全体を均一に冷却

・ファンレス、空調不要

・PUE1.03、静音

液浸冷却は、特にAI・GPUサーバー環境をはじめ、

HPC、エッジ、ブロックチェーン・マイニング、高負荷システム

など、幅広い分野で導入が進んでいます。

液浸冷却では、サーバー全体を冷却液に浸す構造のため、空冷用サーバーとはいくつかの構成上の違いがあります。​

ただし、多くの場合、既存の汎用サーバーを一部仕様変更するだけで対応が可能です。

■液浸用サーバーへの主な対応方法

　① CPUグリースの処理​
 　　空冷で使用されるサーマルグリース（熱伝導ペースト）は、液中で流出する恐れがあるため、​ 液浸環境に適したサーマルフォイル

　　（熱伝導シート）に置き換えます。​
　② ファンの取り外しとエミュレータの装着​
 　　ファンをすべて取り外し、ファン異常検知を回避するためのエミュレータチップを装着します。​
　③ ストレージのSSD化​
 　　可動部があるHDDは液浸に不向きなため、SSDへの置換が推奨されます。

ファンを取り外すことで、サーバー1台あたり
20％以上の消費電力削減 が期待できます。​
液浸冷却による全体のPUE改善に加えて、個々のサーバーでの省電力効果も得られます。

【メリット①：商品電力の削減】

サーバー内のファンが不要になり、サーバー自体の電力消費を20％以上削減します。

空調にかかる冷却コストを最大90％以上カットします。

【メリット②：パフォーマンス向上】

GPUやCPUの高負荷連続運転を安定して実現。

ホットスポットが発生しにくく、冷却ムラのない温度管理が可能。

【メリット③：サーバー故障率の低減】

ファン、振動、粉塵、騒音などのリスク要因を排除。

ファンレス環境により稼働部品の劣化が発生せず、信頼性が向上。

【メリット④：環境負荷と作業環境への配慮】

空調レス・ファンレスにより、CO2排出量の低減や作業環境の静音化を実現。

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日本フォームサービス株式会社は、GRCのライセンシングソリューションパートナーです。

米国の液浸冷却分野におけるパイオニア企業GRC（Green Revolution Cooling）は、世界21か国以上で導入実績を持ち、データセンターの冷却効率と信頼性を向上させています。当社はGRCとライセンス契約を締結し、同社の「ICEraQ」シリーズを日本市場向けにローカライズして製造・販売しています。

これにより、日本の環境や運用に適した形で信頼性の高い液浸冷却ソリューションを提供しています。

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