В условиях частых волн жары, наблюдаемых по всему миру, как технологии охлаждения телекоммуникационной инфраструктуры могут вывести ситуацию из тупика?

Летом 2026 года Северное полушарие пострадало от самой масштабной за всю историю наблюдений волны жары. От Техаса в США до Раджастана в Индии, от пустынь Ближнего Востока до Синьцзяна в Китае температура поверхности телекоммуникационных шкафов, установленных на открытом воздухе, часто превышала 75 °C. В то же время взрывной рост спроса на вычислительные мощности для искусственного интеллекта привёл к экспоненциальному увеличению энергопотребления базовых станций 5G и интеллектуальных вычислительных центров. По мере того как «глобальная экстремальная жара» сталкивается с «тепловыделением, вызванным вычислениями», традиционное воздушное охлаждение приближается к своим физическим пределам, и в глобальном секторе инфраструктуры ускоряется технологическая трансформация — от воздушного охлаждения к жидкостному и от примитивных к усовершенствованным подходам.

I. Высокая тепловыделение при вычислениях: воздушное охлаждение достигает глобального предела

Тепловыделение современного телекоммуникационного оборудования в настоящее время находится в совершенно ином масштабе. Макробазовые станции 5G используют крупномасштабные антенные решетки и усилители мощности на нитриде галлия; плотность мощности радиочастотного входа превышает показатель 4G более чем в три раза, при этом локальная плотность теплового потока превышает 300 Вт/см², а мгновенная температура поверхности компонентов достигает 120 °C — что значительно превышает порог безопасности в 85 °C. Кроме того, под влиянием глобальной гонки в области искусственного интеллекта энергопотребление одного чипа ИИ резко возросло с 300 Вт до 1 000 Вт, а энергопотребление на один шкаф превысило 50–120 кВт. В результате традиционные шкафы с воздушным охлаждением в крупных интеллектуальных вычислительных центрах по всему миру все чаще сталкиваются с проблемой неспособности эффективно рассеивать тепло.

Каким бы сильным ни был воздушный поток, он не способен рассеять накопленное тепло — это физический предел воздушного охлаждения. Как только теплоотвод становится недостаточным, оборудование в лучшем случае может столкнуться с ограничением производительности и задержками в работе; в худшем случае это может вызвать срабатывание защиты от перегрева, что приведет к простоям системы. Для глобальной цифровой экономики, которая зависит от непрерывной работы базовых станций и центров обработки данных, каждый случай простоя, вызванного перегревом, приводит к ощутимым финансовым потерям.

II. Глобальная эволюция решений: синергия «воздух-жидкость» и интеллектуальное управление

В условиях глобальной проблемы повышения температур решения по охлаждению телекоммуникационной инфраструктуры переживают переход к «прецизионному» и «жидкостному охлаждению».

Усовершенствованное воздушное охлаждение для устранения «утечек холодного воздуха». В ходе эксплуатации в пустынных регионах Ближнего Востока и Северной Америки инженеры заметили, что эффективность охлаждения наружных блоков кондиционеров падает более чем на 40 процентов, когда они забиваются песком и пылью. Такие меры, как тщательная очистка, герметизация зазоров в шкафах с помощью заглушек и модернизация системы локализации холодного прохода, позволяют эффективно устранить потери холодного воздуха. Этот усовершенствованный подход к управлению остается наиболее экономически эффективным способом повышения эффективности существующих центров обработки данных с воздушным охлаждением по всему миру.

Гибридная архитектура «воздушное охлаждение + жидкостное охлаждение». Запатентованное решение, недавно представленное производителем телекоммуникационного оборудования из Азиатско-Тихоокеанского региона, реализует гибридную архитектуру терморегулирования «воздушное охлаждение + жидкостное охлаждение»: жидкостное охлаждение обеспечивает отвод тепла от компонентов с высоким энергопотреблением (таких как графические процессоры и радиочастотные микросхемы), в то время как воздушное охлаждение отвечает за отвод тепла от компонентов с низким энергопотреблением и окружающей среды. Такое сочетание не только значительно повышает охлаждающую способность на единицу стойки, но и позволяет избежать высоких затрат на модернизацию, связанных с использованием исключительно жидкостного охлаждения, а также проблем с шумом и энергопотреблением, характерных для исключительно воздушного охлаждения, что делает данное решение особенно подходящим для регионов с высокими среднегодовыми температурами, таких как Ближний Восток и Юго-Восточная Азия.

Жидкостное охлаждение стало доминирующей мировой тенденцией. В настоящее время жидкостное охлаждение с использованием холодных пластин, благодаря своей технической зрелости и приемлемым затратам на модернизацию, стало стандартной конфигурацией в крупных интеллектуальных центрах обработки данных в Европе, США и Азиатско-Тихоокеанском регионе. Более передовое погружное жидкостное охлаждение (при котором серверы непосредственно погружаются в специальный охлаждающий раствор) ускоряет своё коммерческое внедрение, позволяя снизить показатель PUE до уровня ниже 1,1 и увеличить плотность мощности на один шкаф более чем в пять раз. Согласно прогнозам отраслевых организаций, 2026 год станет первым годом широкого глобального внедрения жидкостного охлаждения, при этом ожидается, что объём мирового рынка жидкостного охлаждения для высокопроизводительных вычислительных центров превысит 100 млрд юаней.

III. От пассивного охлаждения к активному управлению тепловым режимом

Помимо модернизации аппаратного обеспечения, стратегии управления тепловым режимом также становятся более интеллектуальными. Концепция адаптивного снижения нагрузки и управления тепловым режимом (ALSTM), предложенная в последнем исследовании IEEE, позволяет активно регулировать вычислительную нагрузку во время тепловых волн, чтобы поддерживать температуру системы ниже порога отключения в 85 °C, жертвуя краткосрочной пиковой производительностью в обмен на непрерывную работоспособность. Эта концепция «прогнозируемого управления тепловым режимом» особенно важна для инфраструктуры 5G в тропическом и пустынном климате.

Между тем инновации в области материалов также не отстают. Комбинированные теплопроводящие и поглощающие электромагнитные волны материалы становятся стандартом в оборудовании 5G по всему миру, одновременно решая две основные проблемы: отвод тепла и электромагнитные помехи; центробежные компрессоры с магнитной подвеской, благодаря своей безмасляной, бесфрикционной и высокоэнергоэффективной работе, становятся основными охлаждающими агрегатами в системах жидкостного охлаждения и привлекают широкое внимание операторов центров обработки данных в Европе и Северной Америке.

Экстремальные тепловые волны, наблюдавшиеся по всему миру в 2026 году, стали тревожным сигналом для телекоммуникационной инфраструктуры: традиционные решения по воздушному охлаждению приближаются к своим физическим пределам, и в США, Европе, на Ближнем Востоке и в Азиатско-Тихоокеанском регионе модернизация технологий охлаждения превратилась из «варианта» в «необходимость». В перспективе глобальное охлаждение телекоммуникационного оборудования ускоряет своё развитие в направлении «синергии воздуха и жидкости, доминирования жидкостного охлаждения и интеллектуального управления» — это не просто очередной технологический шаг, а неизбежный выбор для глобальной цифровой экономики в ответ на климатические вызовы.