日立、AIデータセンター向けのGPU冷却用コールドプレート開発 冷却電力30％減の見込み

　日立製作所は10月21日、生成AIの普及に伴って増え続けるデータセンターの電力消費量を低減するため、GPU冷却用のコールドプレートを開発したと発表した。コールドプレートとは、半導体などの発熱部品に接触させ、内部に流す冷却液で熱を回収する冷却部材を指す。試作品では、冷却に必要な電力を30％削減できる見込みを得たという。

　AIデータセンターでは、サーバ内のGPUで発生した熱をコールドプレート内の冷却液で回収し、ポンプやチラー、冷却塔などを介して外気へ放出している。GPUの高発熱化と搭載数の増加に伴い、回収した熱を外へ逃がす冷却設備の負荷も高まり、電力消費量も増大していく状況にある。

　従来のコールドプレートは、冷却液をGPU面に沿って流す構造が一般的だった。流路の後半になるほど冷却液の温度が上がるため、発熱部へ低温の冷却液を均一に届けにくいという課題があったという。


　今回の試作品は、冷却液をGPUの発熱部へ向かって流し、熱を回収した後にU字型に折り返して出口へ送る独自の「U字トンネル流路」構造を採用した。数千本の微細な流路を多並列に配置することで、GPU近傍から大量の熱を素早く回収できるとしている。入口側の冷たい冷却液と、熱を吸収して温まった出口側の冷却液が混ざらないため、高い冷却性能を保てるという。

　従来より高い温度の冷却液でもGPUを効率的に冷却できることから、外気との温度差を生かして効率よく放熱でき、冷却に必要な電力を30％削減できる見込みを得たと説明している。

　今後は、冷却システムの統合制御と組み合わせ、デジタルサービス「HMAX Data Center」の効果を引き出す冷却技術の一つとして発展させる方針。日立は10月19日にも、東京ガスなど4社でAI向けの電源併設型グリーンデータセンターに関する協業を始めたと発表している。