หน้าแรก › เทคโนโลยี › ศูนย์ข้อมูลทำงานอย่างไร
แสง · ไฟฟ้า · ความร้อน · น้ำ
ศูนย์ข้อมูลทำงานอย่างไร
บ้านของคลาวด์
ทุกภาพที่คุณอัปโหลด ทุกข้อความที่คุณส่ง และทุกคำตอบที่ AI ให้คุณ ถูกประมวลผลในอาคารที่คุณอาจไม่เคยเห็น ห้องโถงไร้หน้าต่างที่เต็มไปด้วยคอมพิวเตอร์ส่งเสียงหึ่ง ๆ มันทำงานทั้งวันทั้งคืน ไฟไม่เคยดับ และเปลี่ยนไฟฟ้าเกือบทั้งหมดเป็นความร้อนที่ต้องระบายออกไปที่ไหนสักแห่ง
หนังสามมิติโต้ตอบได้ 9 นาที 1946 ถึง ปัจจุบัน เผยแพร่ 18 ตุลาคม 2569
อ่านฉบับ English
สารบัญ บทนำ บทที่ I · การเดินทาง บทที่ II · ไฟฟ้า บทที่ III · ความร้อน บทที่ IV · แรงบีบจาก AI บทที่ V · ใกล้ตัวเรา บทส่งท้าย บทนำ แสง ไฟฟ้า ความร้อน และน้ำ
บ้านของคลาวด์ อาคารที่เต็มไปด้วยคอมพิวเตอร์ที่ไม่เคยหลับ
ตามข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ศูนย์ข้อมูลทั่วไปที่สร้างมาเพื่องาน AI แห่งหนึ่งใช้ไฟเท่ากับบ้านหนึ่งแสนหลัง มันคือห้องโถงไร้หน้าต่างที่อัดแน่นไปด้วยคอมพิวเตอร์ และไม่เคยปิดเครื่อง
วันที่ 14 ตุลาคม 2026 บริษัทกัลฟ์ ดีเวลลอปเมนต์ ของไทยตั้งบริษัทใหม่เพื่อลงทุนในศูนย์ข้อมูลอีกแห่ง โดยจะถือหุ้นเจ็ดสิบเปอร์เซ็นต์ในโครงการศูนย์ข้อมูลขนาดไม่เกินหนึ่งร้อยเมกะวัตต์
ทุกภาพที่คุณอัปโหลดและทุกคำตอบจาก AI ถูกประมวลผลในอาคารแบบนี้ แล้วอาคารเหล่านี้เอาไฟฟ้ามากมายขนาดนั้นไปทำอะไร
คลาวด์ “คลาวด์” เป็นแค่ชื่อเล่น งานจริงเกิดขึ้นบนคอมพิวเตอร์จริงในอาคารจริง ภาพนิ่งสร้างด้วย AI
70% สัดส่วนหุ้นในกัลฟ์ เอดจ์ ดาต้า เซนเตอร์ 01
≤100 เมกะวัตต์ ขนาดโครงการ ข่าว
25 + 38 เมกะวัตต์ ขนาดสูงสุดของสองโครงการก่อนหน้าที่ถือหุ้น 40% ศูนย์ข้อมูลก่อนหน้าของกัลฟ์ คำขอเดินทางไปถึงอาคารอย่างไร ไฟฟ้าไม่เคยดับได้อย่างไร ความร้อนทั้งหมดไปไหน AI เปลี่ยนอะไรบ้าง ในภาพยนตร์นี้ บทที่ I · การเดินทาง บทที่ I · การเดินทาง
แสงวาบเดียว การแตะของคุณกลายเป็นจังหวะแสงในแก้ว
เมื่อคุณแตะปุ่ม โทรศัพท์จะส่งคำขอออกไป ระยะทางส่วนใหญ่มันเดินทางผ่านเส้นใยแก้วนำแสง เส้นแก้วบางเท่าเส้นผมที่นำข้อมูลไปเป็นแสงวาบ ๆ
แสงในแก้วเดินทางเร็วราวสองแสนกิโลเมตรต่อวินาที หรือสองในสามของความเร็วในสุญญากาศ แต่ก็ยังใช้เวลาราวห้ามิลลิวินาทีทุกหนึ่งพันกิโลเมตร ในเที่ยวเดียว
ถ้าส่งคำขอไปอีกฟากโลกแล้วกลับมา ความหน่วงก็สะสมขึ้น นี่คือเหตุผลหนึ่งที่บริษัทต่าง ๆ สร้างศูนย์ข้อมูลใกล้คนที่ใช้งาน
เส้นใยแก้วนำแสง ภายในสายเคเบิล เส้นแก้วอยู่ในท่อป้องกันและเปลือกหุ้ม แสงถูกกักไว้ในแกนกลาง ภาพนิ่งสร้างด้วย AI
~200,000 กม./วินาที แก้วทำให้แสงช้าลง (ดัชนีหักเห ≈ 1.47)
~5 มิลลิวินาที ต่อ 1,000 กม. เที่ยวเดียว ความเร็วแสงในเส้นใยแก้ว 100 กม. 1 ms 1,000 กม. 10 ms 10,000 กม. 100 ms
ไปกลับ เฉพาะเวลาเดินทางของแสง บทที่ I · การเดินทาง
ความหน่วง
แสงเดินทางในเส้นใยแก้วนำแสงราว 200,000 กม./วินาที ราวสองในสามของความเร็วในสุญญากาศ เพราะแก้วมีดัชนีหักเหราว 1.47 ทำให้เกิดความหน่วงราว 5 มิลลิวินาทีต่อ 1,000 กม. ในเที่ยวเดียว หรือราว 10 มิลลิวินาทีไปกลับ
ความหน่วงจริงยาวกว่านี้ เพราะสายเคเบิลไม่ได้วิ่งเป็นเส้นตรง และเราเตอร์ระหว่างทางก็เพิ่มเวลา กราฟแท่งแสดงขีดต่ำสุดที่ฟิสิกส์กำหนด ลองกดปุ่มระยะทางในฉาก
แหล่งข้อมูล:
Inventive HQ: network latency calculator (speed of light in fibre) บทที่ I · การเดินทาง
คอมพิวเตอร์ที่ไม่มีจอ ซ้อนกันเป็นพัน ๆ เครื่อง
คำขอมาถึงเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งก็คือคอมพิวเตอร์ที่ไม่มีจอและไม่มีคีย์บอร์ด สร้างมาเพื่อตอบคำขอจากเครือข่ายตลอดทั้งวันทั้งคืน
ข้างในมีชิ้นส่วนเหมือนในแล็ปท็อป แค่มีมากกว่า ได้แก่ โปรเซสเซอร์สำหรับคำนวณ หน่วยความจำสำหรับทำงาน ไดรฟ์สำหรับเก็บข้อมูล และการ์ดเครือข่ายสำหรับสื่อสาร
เซิร์ฟเวอร์ถูกเลื่อนเข้าแร็กเหมือนลิ้นชัก แร็กมาตรฐานสูงสี่สิบสองยูนิต แต่ละยูนิตสูงราวสี่จุดห้าเซนติเมตร แร็กเรียงเป็นแถวเต็มห้องโถง และเซิร์ฟเวอร์ใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ของอาคาร
คอมพิวเตอร์ที่ไม่มีจอและคีย์บอร์ด ควบคุมผ่านเครือข่าย เปิดทำงานตลอดเวลา เซิร์ฟเวอร์คือ เปิดฝาเซิร์ฟเวอร์ แผ่นระบายความร้อนบนโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำเรียงแถว และพัดลมเรียงด้านหน้า ภาพนิ่งสร้างด้วย AI
42U แร็กขนาดเต็มทั่วไป: พื้นที่ติดตั้งสูงราว 1.9 ม.
44.45 มม. หนึ่งยูนิต (1U) แร็ก
~60% เซิร์ฟเวอร์ โดยเฉลี่ย (IEA)
~5% + ~5% ที่เก็บข้อมูล + เครือข่าย ไฟฟ้าไปที่ไหน บทที่ I · การเดินทาง
เซิร์ฟเวอร์และแร็ก
หนึ่งยูนิตของแร็ก (1U) สูง 1¾ นิ้ว (44.45 มม.) แร็กขนาดเต็มทั่วไปสูง 42U หรือราวหกฟุต ตามมาตรฐาน EIA-310 (ระดับโลกคือ IEC 60297) IEA ประเมินว่าเซิร์ฟเวอร์ใช้ไฟราว 60% ของความต้องการไฟฟ้าในศูนย์ข้อมูลสมัยใหม่ ที่เก็บข้อมูลราว 5% และเครือข่ายไม่เกิน 5%
ลองกด “ดึงเซิร์ฟเวอร์ออกมา” ในฉาก
ฉากสามมิติเป็นแบบจำลอง เป็นห้องโถง แร็ก และสายส่งไฟแบบย่อ ไม่ใช่อาคารจริง
แหล่งข้อมูล:
Wikipedia: Rack unit ;
IEA: Energy and AI, energy demand from AI (2025) บทที่ I · การเดินทาง
ห้องคอมพิวเตอร์ห้องแรก ครั้งหนึ่งเครื่องเดียวเต็มทั้งห้อง
แนวคิดเรื่องห้องที่สร้างขึ้นรอบคอมพิวเตอร์นั้นเก่าแก่พอ ๆ กับคอมพิวเตอร์เอง ENIAC ซึ่งเปิดตัวในเดือนกุมภาพันธ์ 1946 กินพื้นที่หนึ่งร้อยหกสิบเจ็ดตารางเมตร และหนักราวยี่สิบเจ็ดตัน
มันมีหลอดสุญญากาศกว่าหนึ่งหมื่นเจ็ดพันหลอด และใช้ไฟหนึ่งร้อยหกสิบกิโลวัตต์ ทั้งหมดนี้เพื่อเครื่องจักรเครื่องเดียว
ทุกวันนี้ แร็กเดียวบรรจุคอมพิวเตอร์ที่เร็วกว่ามากได้หลายสิบเครื่อง และศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่มีแร็กเรียงกันเป็นแถว ๆ ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นรอบปัญหาเดิมสองข้อ คือไฟฟ้าและความร้อน
หลอดสุญญากาศ หลอดเรืองแสงแต่ละหลอดทำหน้าที่เป็นสวิตช์ ENIAC ต้องใช้มากกว่าหนึ่งหมื่นเจ็ดพันหลอด ภาพจำลองสร้างด้วย AI
17,468 หลอดสุญญากาศ
160 กิโลวัตต์ กำลังไฟฟ้า
~27 ตัน น้ำหนัก (30 ตันอเมริกัน) ENIAC ปี 1946 1946 ENIAC เต็มทั้งห้อง1992 IBM เริ่มใช้ทางเดินร้อนและเย็น2024 ศูนย์ข้อมูลใช้ไฟ ~1.5% ของโลกห้องสำหรับคอมพิวเตอร์ บทที่ II · ไฟฟ้า บทที่ II · ไฟฟ้า
ห้ามไฟดับแม้แต่วินาทีเดียว แบตเตอรี่ก่อน แล้วตามด้วยเครื่องยนต์
ไฟฟ้าเข้ามาจากโครงข่ายผ่านหม้อแปลง จากนั้นผ่านชุดแบตเตอรี่ที่เรียกว่าเครื่องสำรองไฟ (UPS) แล้วจึงไปถึงแร็ก
ถ้าไฟจากโครงข่ายดับ แบตเตอรี่จะรับช่วงทันที มันต้องจ่ายไฟแค่สิบถึงสามสิบวินาที นานพอให้เครื่องปั่นไฟดีเซลติดเครื่อง ลองกดปุ่มตัดไฟโครงข่ายด้วยตัวเอง
ผู้ออกแบบจัดระดับศูนย์ข้อมูลเป็นเทียร์ ตามตัวเลขที่อ้างกันทั่วไป ศูนย์เทียร์สามออกแบบให้หยุดทำงานได้ไม่เกินราวชั่วโมงครึ่งต่อปี ส่วนเทียร์สี่ ไม่ถึงครึ่งชั่วโมง
โครงข่าย → หม้อแปลง → เครื่องสำรองไฟ (แบตเตอรี่) → กระจายไปยังทุกแร็ก สำรอง: เครื่องปั่นไฟดีเซล เส้นทางของไฟฟ้า เครื่องปั่นไฟสำรอง เครื่องปั่นไฟถูกทดสอบเป็นประจำแต่แทบไม่ได้เดินจริง แบตเตอรี่จะจ่ายไฟระหว่างที่มันกำลังติดเครื่อง ภาพนิ่งสร้างด้วย AIเทียร์ I (99.671%) < 28.8 h เทียร์ II (99.741%) < 22 h เทียร์ III (99.982%) < 1.6 h เทียร์ IV (99.995%) < 26.3 min
เวลาหยุดทำงานต่อปีตามการออกแบบ N: อุปกรณ์พอดีกับที่ต้องใช้ N+1: มีสำรองหนึ่งชุด 2N: มีระบบชุดที่สองครบถ้วน ระบบสำรองในภาษาช่าง บทที่ II · ไฟฟ้า
UPS เครื่องปั่นไฟ และเทียร์
UPS “เชื่อมช่วงเวลาระหว่างไฟดับกับการติดเครื่องของเครื่องปั่นไฟ” ซึ่งปกติใช้เวลา 10–30 วินาที (Datacentres.com) ระดับเทียร์ของ Uptime Institute: เทียร์ I ไม่มีระบบสำรอง (99.671% หยุดทำงานไม่เกิน 28.8 ชั่วโมงต่อปี) เทียร์ II มีสำรองบางส่วนแบบ N+1 (99.741%) เทียร์ III มีสำรอง N+1 ครบทุกระบบและซ่อมบำรุงได้โดยไม่ต้องปิด (99.982% ไม่เกิน 1.6 ชั่วโมง) เทียร์ IV ทนต่อความผิดพลาดได้ แบบ 2N หรือ 2N+1 (99.995% ไม่เกิน 26.3 นาที)
N+1 หมายถึงมีสำรองเกินความจำเป็นหนึ่งชุด 2N หมายถึงมีระบบชุดที่สองครบถ้วน
ฉากสามมิติเป็นแบบจำลอง เป็นห้องโถง แร็ก และสายส่งไฟแบบย่อ ไม่ใช่อาคารจริง
แหล่งข้อมูล:
Datacentres.com: what is a UPS system in a data centre? ;
Wikipedia: Data center tiers บทที่ II · ไฟฟ้า
ไฟฟ้าเท่ากับทั้งประเทศ และกำลังจะเพิ่มเป็นสองเท่า
ถ้ารวมศูนย์ข้อมูลทุกแห่งบนโลก ตามข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ปี 2024 ใช้ไฟราวสี่ร้อยสิบห้าเทราวัตต์ชั่วโมง หรือราวหนึ่งจุดห้าเปอร์เซ็นต์ของไฟฟ้าทั้งโลก
IEA คาดว่าตัวเลขนี้จะเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่าภายในปี 2030 เป็นราวเก้าร้อยสี่สิบห้า โดยมีปัญญาประดิษฐ์เป็นแรงขับเคลื่อนหลัก ศูนย์ข้อมูลที่เน้นงาน AI ทั่วไปแห่งหนึ่งใช้ไฟเท่ากับบ้านหนึ่งแสนหลัง
ในปี 2024 สหรัฐฯ ประเทศเดียวใช้ไฟของศูนย์ข้อมูลไปสี่สิบห้าเปอร์เซ็นต์ จีนยี่สิบห้า และยุโรปสิบห้า
~415 TWh ที่ศูนย์ข้อมูลใช้
~1.5% ของไฟฟ้าทั้งโลก ทั้งโลก ปี 2024 (IEA) เมกะวัตต์ (MW): อัตราการใช้ไฟ ณ ขณะหนึ่ง เทราวัตต์ชั่วโมง (TWh): พลังงานที่ใช้ตลอดปี 1 TWh = 1 ล้าน MWh กำลังไฟฟ้าและพลังงาน
100,000 ครัวเรือน ในแง่การใช้ไฟ (แบบทั่วไป)
×20 แห่งที่ใหญ่ที่สุดที่กำลังสร้าง ศูนย์ข้อมูล AI หนึ่งแห่ง สหรัฐฯ 45% จีน 25% ยุโรป 15% ส่วนที่เหลือของโลก ~15%
สัดส่วนไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูล ปี 2024 บทที่ III · ความร้อน บทที่ III · ความร้อน
เครื่องทำความร้อนยักษ์ การคำนวณจบลงเป็นความร้อน
นี่คือส่วนที่คนมักลืม คอมพิวเตอร์ไม่ได้เก็บพลังงานไว้หรือเปลี่ยนมันเป็นการเคลื่อนที่ พลังงานเกือบทั้งหมดที่เข้าไปในชิปจะออกมาอีกครั้งในรูปของความร้อน
ห้องโถงที่เต็มไปด้วยเซิร์ฟเวอร์จึงเปรียบเหมือนเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าขนาดยักษ์ และต้องถูกทำให้เย็นทุกวินาที ไม่อย่างนั้นชิปจะร้อนเกินและดับไป ลองกดปุ่มปิดระบบทำความเย็นเพื่อดูว่าทำไม
การทำความเย็นคือส่วนที่ใช้ไฟเพิ่มมากที่สุด IEA ประเมินว่ามันใช้ไฟราวเจ็ดเปอร์เซ็นต์ของศูนย์ข้อมูลในอาคารที่มีประสิทธิภาพสูงสุด และมากกว่าสามสิบเปอร์เซ็นต์ในอาคารรุ่นเก่าที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า
electricity in ≈ heat out \text{electricity in} \;\approx\; \text{heat out} electricity in ≈ heat out พลังงานไม่สูญหาย งานคำนวณจบลงเป็นความอบอุ่นในห้อง ลมร้อนที่พ่นออก พัดลมดึงอากาศเย็นผ่านด้านหน้าของเซิร์ฟเวอร์แต่ละเครื่อง แล้วเป่าออกเป็นลมร้อนทางด้านหลัง ภาพนิ่งสร้างด้วย AIอาคารขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพ ~7% ศูนย์ขององค์กรที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า 30%+
สัดส่วนไฟฟ้าที่ใช้ทำความเย็น (IEA) บทที่ III · ความร้อน
ไฟฟ้ากลายเป็นความร้อน
ไฟฟ้าแทบทั้งหมดที่อุปกรณ์ไอทีใช้กลายเป็นความร้อน นี่คือเหตุผลที่การออกแบบระบบทำความเย็นผูกแน่นกับการวางแผนไฟฟ้า (Chatsworth Products) IEA ประเมินว่าการทำความเย็นใช้ไฟราว 7% ในศูนย์ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพ และมากกว่า 30% ในศูนย์ข้อมูลขององค์กรที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า
พลังงานส่วนเล็กมากออกไปเป็นแสงจากไฟสถานะ เป็นเสียง หรือไปตามสายเครือข่าย และสุดท้ายก็กลายเป็นความร้อนที่ไหนสักแห่ง สีในฉากแสดงตำแหน่งที่อากาศร้อนแบบจำลอง
แหล่งข้อมูล:
Chatsworth Products: how much power does an AI rack use? (2026) ;
IEA: Energy and AI, energy demand from AI (2025) บทที่ III · ความร้อน
แยกร้อนออกจากเย็น การจัดผังง่าย ๆ ที่ช่วยประหยัดพลังงาน
เคล็ดลับการทำความเย็นที่ถูกที่สุดอยู่ที่ว่าอากาศไหลไปทางไหน แร็กถูกจัดให้ด้านหน้าของสองแถวหันเข้าหากันข้ามทางเดินเย็น และด้านหลังหันเข้าหากันข้ามทางเดินร้อน
ถ้าไม่ทำแบบนี้ ลมร้อนจากแถวหนึ่งจะถูกดูดเข้าไปในแถวถัดไป และระบบทำความเย็นต้องทำงานหนักขึ้น นี่คือภาพความยุ่งเหยิงนั้น ลองกดปุ่มแยกอากาศเพื่อแก้
IBM เริ่มใช้การจัดผังนี้ในปี 1992 ตามข้อมูลของ ENERGY STAR การแยกลมเย็นที่จ่ายเข้ากับลมร้อนที่ปล่อยออกช่วยลดพลังงานทำความเย็นได้สิบถึงสามสิบห้าเปอร์เซ็นต์
ทางเดินเย็น: ด้านหน้าเซิร์ฟเวอร์หันเข้าหากัน ลมเย็นลอยขึ้นผ่านแผ่นพื้นที่เจาะรู ทางเดินร้อน: ด้านหลังหันเข้าหากัน ลมร้อนไหลกลับไปตามเพดาน การจัดผัง ทางเดินเย็นแบบปิดล้อม ประตูและหลังคาเหนือทางเดินป้องกันไม่ให้อากาศสองกระแสผสมกัน ภาพนิ่งสร้างด้วย AI
10–35% พลังงานทำความเย็นที่ลดได้จากการผสมน้อยลง
~2/3 ของศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ใช้วิธีนี้แล้ว (สำรวจโดย NYSERDA) ENERGY STAR บทที่ III · ความร้อน
ทางเดินร้อน / ทางเดินเย็น
ENERGY STAR: แร็กวางสลับแถวโดยให้ช่องดูดลมเย็น (ด้านหน้าเซิร์ฟเวอร์) หันเข้าหากัน และช่องปล่อยลมร้อนหันเข้าหากัน ในห้องที่ยกพื้น เครื่องทำความเย็นเป่าลมใต้พื้น ลมลอยขึ้นผ่านแผ่นพื้นเจาะรูเข้าสู่ทางเดินเย็น และลมร้อนไหลกลับไปตามเพดาน ผังนี้เริ่มจาก IBM ในปี 1992 การลดการผสมของอากาศช่วยประหยัดพลังงานทำความเย็นได้ 10 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์
ฉากสามมิติเป็นแบบจำลอง เป็นห้องโถง แร็ก และสายส่งไฟแบบย่อ ไม่ใช่อาคารจริง
แหล่งข้อมูล:
ENERGY STAR: move to a hot aisle / cold aisle layout บทที่ III · ความร้อน
ตัวเลขเดียวบอกความสิ้นเปลือง อาคารต้องใช้ไฟเพิ่มอีกเท่าไร
วิศวกรติดตามเรื่องนี้ด้วยตัวเลขตัวเดียว คือค่า PUE (power usage effectiveness) ซึ่งคือไฟฟ้าทั้งหมดที่อาคารใช้ หารด้วยไฟฟ้าที่ไปถึงคอมพิวเตอร์
อาคารที่สมบูรณ์แบบจะได้ค่าหนึ่ง การสำรวจของ Uptime Institute พบค่าเฉลี่ยสองจุดห้าในปี 2007 หมายความว่าต้องใช้ไฟเพิ่มหนึ่งวัตต์ครึ่ง สำหรับการคำนวณทุกหนึ่งวัตต์
พอถึงปี 2024 ค่าเฉลี่ยลดลงเหลือราวหนึ่งจุดห้าหก และแทบไม่ขยับมาหลายปีแล้ว ลองกดปุ่มเปลี่ยนการทำความเย็นแล้วดูตัวเลข
P U E = total facility power IT equipment power \mathrm{PUE} = \dfrac{\text{total facility power}}{\text{IT equipment power}} PUE = IT equipment power total facility power ภาระส่วนเกินรวมถึงการทำความเย็น การสูญเสียจากการแปลงไฟ และแสงสว่าง 2007 2.5 2011 1.98 2013 1.65 2018 1.58 2024 1.56
ค่า PUE เฉลี่ย จากการสำรวจของ Uptime Institute
1 วัตต์ ไปถึงคอมพิวเตอร์
+0.56 วัตต์ สำหรับทำความเย็นและการสูญเสีย PUE 1.56 ในภาษาง่าย ๆ บทที่ III · ความร้อน
ทำความเย็นด้วยการระเหย การประหยัดไฟอาจต้องแลกด้วยน้ำ
ศูนย์ข้อมูลหลายแห่งระบายความร้อนแบบเดียวกับร่างกายคุณ คือด้วยการระเหยของน้ำ ในหอหล่อเย็น น้ำอุ่นถูกพ่นเข้าไปในกระแสลม น้ำส่วนหนึ่งระเหยไปและพาความร้อนออกไปด้วย
ข้อเสียคือน้ำที่ระเหยไปก็หายไปเลย รายงานที่ทำให้รัฐบาลสหรัฐฯ พบว่าศูนย์ข้อมูลในอเมริกาใช้น้ำโดยตรงหกหมื่นหกพันล้านลิตรในปี 2023 มากกว่าปี 2014 สามเท่า
เครื่องระบายความร้อนแบบแห้งที่ใช้แค่พัดลมประหยัดน้ำนั้นได้ แต่ต้องใช้ไฟมากกว่า ผู้ออกแบบจึงต้องแลกระหว่างน้ำกับไฟฟ้า ลองกดปุ่มแบบแห้งเพื่อเปรียบเทียบ
หอหล่อเย็น กลุ่มไอสีขาวคือไอน้ำที่พาความร้อนออกไป ภาพนิ่งสร้างด้วย AIการใช้น้ำโดยตรงของศูนย์ข้อมูลสหรัฐฯ (LBNL)
84% ใช้ในศูนย์ระดับไฮเปอร์สเกล คือศูนย์ข้อมูลยักษ์ของบริษัทคลาวด์รายใหญ่ ใครเป็นผู้ใช้ บทที่ IV · แรงบีบจาก AI บทที่ IV · แรงบีบจาก AI
ความร้อนสิบเท่า พื้นที่เท่าเดิม แต่ใช้ไฟมากกว่ามาก
ปัญญาประดิษฐ์เปลี่ยนภาพทั้งหมด การฝึกและใช้งานโมเดล AI ขนาดใหญ่ใช้ชิปที่เรียกว่า GPU หน่วยประมวลผลกราฟิกที่เดิมสร้างมาเพื่อเกม ซึ่งถูกวางชิดกันเพื่อให้แลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้เร็ว
แร็กธรรมดามักใช้ไฟไม่ถึงสิบกิโลวัตต์ ค่าเฉลี่ยยังต่ำกว่าแปด แต่แร็กเซิร์ฟเวอร์ GPU อาจใช้ยี่สิบ ห้าสิบ หรือมากกว่าหนึ่งร้อยกิโลวัตต์
IEA คาดว่าไฟฟ้าที่เซิร์ฟเวอร์ GPU เหล่านี้ใช้ ซึ่ง IEA เรียกว่าเซิร์ฟเวอร์เร่งการประมวลผล (accelerated server) จะเพิ่มขึ้นราวสามสิบเปอร์เซ็นต์ต่อปี และคิดเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของความต้องการที่เพิ่มขึ้นของศูนย์ข้อมูลไปจนถึงปี 2030
บอร์ดเซิร์ฟเวอร์ AI เซิร์ฟเวอร์หนึ่งเครื่องมีชิปเร่งความเร็วขนาดใหญ่หลายตัว มักอยู่ใต้แผ่นทองแดงระบายความร้อน ภาพนิ่งสร้างด้วย AIแร็กเฉลี่ย (สำรวจโดย Uptime) < 8 kW แร็กองค์กรทั่วไป < 10 kW แร็ก GPU สำหรับฝึก AI 20–100+ kW
กำลังไฟต่อแร็ก
~30%/ปี การเติบโตของไฟฟ้าที่เซิร์ฟเวอร์เร่งความเร็วใช้
~½ ของความต้องการที่เพิ่มขึ้นสุทธิของศูนย์ข้อมูล กรณีฐานของ IEA ถึงปี 2030 บทที่ IV · แรงบีบจาก AI
ส่งของเหลวถึงตัวชิป อากาศไม่พออีกต่อไป
เมื่อเกินราวสามสิบกิโลวัตต์ต่อแร็ก การเป่าลมก็เริ่มเอาไม่อยู่ ห้องโถง AI รุ่นใหม่ที่สุดจึงต่อท่อของเหลวไปถึงตัวชิป
ในการระบายความร้อนถึงตัวชิป (direct-to-chip) สารหล่อเย็นซึ่งมักเป็นน้ำผสมสาร จะไหลผ่านแผ่นระบายความร้อน (cold plate) ที่วางอยู่บนโปรเซสเซอร์แต่ละตัว ไม่ได้สัมผัสวงจรโดยตรง เมื่อเทียบลิตรต่อลิตร น้ำดูดซับความร้อนได้มากกว่าอากาศราวสามพันห้าร้อยเท่า
บางแบบไปไกลกว่านั้น คือจุ่มเซิร์ฟเวอร์ทั้งเครื่องลงในถังของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า ความร้อนจะออกไปทางท่อแทนที่จะออกไปทางอากาศในห้อง
ต่ำกว่า ~30 kW ต่อแร็ก: ระบบลมที่ปรับดีแล้วมักรับไหว เกินกว่านั้น: ระบบผสมหรือของเหลว วางแผนไฟฟ้ากับการทำความเย็นไปพร้อมกัน เมื่ออากาศเอาไม่อยู่ ( ρ c ) water ( ρ c ) air ≈ 4,180 kJ/m 3 K 1.2 kJ/m 3 K ≈ 3,500 \frac{(\rho c)_{\text{water}}}{(\rho c)_{\text{air}}} \approx \frac{4{,}180\ \text{kJ/m}^3\text{K}}{1.2\ \text{kJ/m}^3\text{K}} \approx 3{,}500 ( ρ c ) air ( ρ c ) water ≈ 1.2 kJ/m 3 K 4 , 180 kJ/m 3 K ≈ 3 , 500 ทำให้น้ำและอากาศอย่างละหนึ่งลิตรร้อนขึ้นหนึ่งองศา น้ำต้องใช้พลังงานมากกว่าราว 3,500 เท่า ปั๊มของเหลวเย็นเข้ามา ไหลผ่านแผ่นระบายความร้อนที่ปิดสนิทบนชิปแต่ละตัว ของเหลวอุ่นพาความร้อนออกจากห้อง ระบายความร้อนถึงตัวชิป ทีละขั้น การระบายความร้อนแบบจุ่ม สารหล่อเย็นเป็นของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า ในระบบสองสถานะ มันจะเดือดเป็นไอที่ชิปแล้วควบแน่นกลับ ภาพนิ่งสร้างด้วย AIบทที่ V · ใกล้ตัวเรา บทที่ V · ใกล้ตัวเรา
ภูมิภาคเร่งสร้าง ความต้องการในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้กำลังจะเพิ่มเป็นสองเท่า
เอเชียตะวันออกเฉียงใต้เป็นส่วนหนึ่งของกระแสนี้ IEA คาดว่าความต้องการไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูลในภูมิภาคจะเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่าภายในปี 2030 โดยมีศูนย์กลางก่อตัวขึ้นรอบสิงคโปร์และมาเลเซียตอนใต้
ในไทย สองโครงการก่อนหน้าของกัลฟ์มีขนาดสูงสุดยี่สิบห้าและสามสิบแปดเมกะวัตต์ และโครงการใหม่อาจเพิ่มอีกไม่เกินหนึ่งร้อย แต่ละแห่งต้องการการเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้าที่แข็งแรง ระบบทำความเย็นจำนวนมาก และหลายครั้งก็ต้องใช้น้ำ
ไฟฟ้ามาจากไหนก็สำคัญเช่นกัน ทั่วโลก IEA คาดว่าพลังงานหมุนเวียนและก๊าซธรรมชาติจะเป็นแหล่งหลักที่ป้อนความต้องการใหม่ของศูนย์ข้อมูล
×2+ ความต้องการไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูลภายในปี 2030 เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (IEA) การเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้าที่แข็งแรง ระบบทำความเย็นที่รองรับไฟทุกวัตต์ หลายครั้ง แหล่งน้ำ สายใยแก้วความเร็วสูงไปยังผู้ใช้ ศูนย์แห่งใหม่ต้องการอะไร การก่อสร้าง เครื่องทำน้ำเย็นบนหลังคาและสถานีไฟฟ้าย่อย เป็นส่วนสำคัญของศูนย์ข้อมูลพอ ๆ กับเซิร์ฟเวอร์ ภาพนิ่งสร้างด้วย AIพลังงานหมุนเวียน ก๊าซธรรมชาติ สัดส่วนต่างกันไปในแต่ละประเทศ การป้อนความต้องการใหม่ทั่วโลก (IEA) บทส่งท้าย บทส่งท้าย
ไฟฟ้าเข้า ความร้อนออก ที่เหลือคือการนำไฟเข้าและระบายความร้อนออก
คลาวด์จึงเป็นอาคารหลังหนึ่ง แสงในเส้นใยแก้วนำคำขอมา เซิร์ฟเวอร์ในแร็กทำงาน แบตเตอรี่และเครื่องปั่นไฟทำให้ไฟไม่ดับ และไฟเกือบทุกวัตต์ก็ออกไปอีกครั้งในรูปความร้อน
เมื่อ AI เติบโตขึ้น ส่วนที่ยากไม่ใช่การคำนวณอีกต่อไป แต่คือการหาไฟฟ้า และการระบายความร้อน เมื่ออาคารร้อยเมกะวัตต์หลังถัดไปถูกสร้างขึ้น ลองถามสองคำถาม ไฟฟ้าของมันจะมาจากไหน และความร้อนกับน้ำของมันจะไปที่ไหน
1946 ENIAC: 160 กิโลวัตต์ในห้องเดียว1992 ทางเดินร้อนและเย็น2007 ค่า PUE เฉลี่ย 2.52024 ~415 TWh; PUE 1.562026 กัลฟ์ เอดจ์ ดาต้า เซนเตอร์ ไม่เกิน 100 เมกะวัตต์2030 ~945 TWh คาดการณ์ (IEA)หมุดหมาย ระยะทางกินเวลา: ~5 มิลลิวินาทีต่อ 1,000 กม. ไฟฟ้าต้องไม่หยุด ไฟฟ้าเข้า ≈ ความร้อนออก แร็ก AI ต้องใช้ของเหลวระบายความร้อน สี่เรื่องที่ควรจำ
PUE ยิ่งใกล้ 1.0 = ยิ่งสิ้นเปลืองน้อย ตัวเลขที่ควรจับตา
