ڈیٹا سینٹر مائع کولنگ وار: واٹر کولڈ سکرو چلرز ایئر کولنگ کی جگہ لے رہے ہیں

بارود کے بغیر جنگ کا فیصلہ کیا گیا ہے۔
مئی 2026 میں، H3C نے NAVIGATE Summit میں ایک بم پھینکا: اعلی کثافت، اعلی کثافت، مکمل طور پر مائع ٹھنڈا S90000 سسٹم، جس میں 576 کور اور ڈیٹا سینٹر PUE 1.05 سے نیچے آ گیا۔
اسی وقت، NVIDIA نے اپنے ٹرمپ کارڈ، Vera Rubin NVL72 کی نقاب کشائی کی، GTC کانفرنس میں 100% مائع ٹھنڈا ہونے والا پہلا فن تعمیر۔ H100 کے 700W سے لے کر Rubin کے 2000W سے Vermeer کے 500W تک، MCU کی بجلی کی کھپت آسمان کو چھو گئی۔
صرف چند سال پہلے، ڈیٹا سینٹرز کے لیے بنیادی ریفریجریشن حل ایئر کولڈ پریسجن ایئر کنڈیشنر اور واٹر کولڈ اسکرو چلرز تھے۔ انہوں نے صنعت کی ریڑھ کی ہڈی کی تشکیل کی، PUE عام طور پر 1.4 اور 1.65 کے درمیان ہے، جبکہ COP تقریباً 3.5 اور 4.5 کے درمیان مستقل ہے۔
لیکن اب انہیں سٹیج سے اتار دیا گیا۔
بتدریج زوال نہیں بلکہ ساختی مرحلہ وار۔
واٹر کولڈ سکرو چلرز: کبھی "توانائی کی کارکردگی کا بادشاہ"، اب "پالیسی ٹریپ"۔ یہ سمجھنے کے لیے کہ تبدیلی کتنی سخت ہے، ہمیں سب سے پہلے یہ دیکھنا ہوگا کہ جس "بادشاہ" کو تبدیل کیا گیا تھا وہ کتنا طاقتور تھا۔
واٹر کولڈ اسکرو چلرز، جن کے مرکز میں جڑواں سکرو کمپریسر ہوتے ہیں، ان کی ٹھنڈک کی صلاحیت 700 سے 1000 کلوواٹ تک ہوتی ہے، جس میں عام COP ویلیو 5.8 سے 6.2 تک ہوتی ہے، اور کچھ اعلیٰ درجے کے ماڈلز بھی 6.5 تک پہنچ جاتے ہیں۔ وہ شیل اور ٹیوب کنڈینسر، فلڈ ایوپوریٹر اور الیکٹرانک ایکسپینشن والوز کا استعمال کرتے ہیں، اور ایک ذہین مائیکرو کمپیوٹر کنٹرول سسٹم سے لیس ہیں جو 10% سے 100% لوڈ رینج میں مانگ کو درست طریقے سے پورا کرنے کے لیے بغیر سٹیپلیس انرجی ریگولیشن کی حمایت کرتے ہیں۔
یہ نظام کیمیکلز، الیکٹرانکس، دواسازی اور نئی توانائی جیسی صنعتوں میں کئی دہائیوں سے استعمال ہوتا رہا ہے اور بلاشبہ یہ "صنعتی ریفریجریشن کا بادشاہ" ہے۔ ایک 500 ٹن واٹر کولڈ اسکرو چلر، جو ایک سال میں 8,000 گھنٹے کام کرتا ہے، روایتی ڈیٹا سینٹر میں ناقابل تلافی ہے۔
لیکن یہاں مسئلہ ہے: اس کی چھت AI چپس کا فرش ہے۔
جب ایک ریک کی طاقت کی کثافت روایتی 5-10kW سے 60kW یا یہاں تک کہ 130kW تک چھلانگ لگاتی ہے، اور چپ کا TDP 700W سے 2000W تک چھلانگ لگاتا ہے، تو پانی سے ٹھنڈا اسکرو چلر کی کولنگ پاور ایسی ہی ہے جیسے کسی ہائیڈرنٹ کو کنٹرول کرنے کے لیے بالٹی کا استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن اس کی کوشش کی گئی ہے۔
یہ پالیسی کے بارے میں زیادہ ہے۔ نیشنل ڈویلپمنٹ اینڈ ریفارم کمیشن نے 2025 PUE کے لیے ایک سخت ہدف تجویز کیا ہے، یعنی 2025 تک متعدد نئے اور بڑے ڈیٹا مراکز کی تعمیر اور تزئین و آرائش، جن میں سے 1.2 سے زیادہ قومی مرکز کے منصوبے نہیں ہوں گے۔ شنگھائی کے نئے سمارٹ کمپیوٹنگ مراکز کو 50% سے زیادہ مائع کولنگ شیلف کی ضرورت ہے، اور ڈیٹا سینٹرز ڈیٹا سینٹرز کو 50% کی ضرورت ہے۔
روایتی واٹر کولڈ اسکرو چلرز ایئر کولنگ سسٹم کو سپورٹ کرتے ہیں۔ یہ "تھوڑے سے کمتر" ہونے کا سوال نہیں ہے، یہ "مکمل طور پر نااہل" ہونے کا سوال ہے۔
غلط واٹر کولڈ سکرو چلرز میں کوئی حرج نہیں ہے۔ وہ صرف بہاؤ کے ساتھ چلتے ہیں۔
مائع کولنگ کے فوائد کیا ہیں؟ تین الفاظ: تیز، سرد، معیشت۔ مائع کولنگ کوئی نئی ٹیکنالوجی نہیں ہے۔ IBM نے 1960 کی دہائی میں مائع ٹھنڈے کمپیوٹرز پر کام کرنا شروع کیا اور 1966 میں مائع ڈائی الیکٹرک کولنگ کا تصور پیش کیا۔ لیکن یہ مصنوعی ذہانت کمپیوٹنگ پاور کے دھماکے تک نہیں ہوا تھا کہ مائع کولنگ صحیح معنوں میں مرکزی دھارے میں شامل ہو گئی۔
وجہ سادہ ہے: ایئر کولڈ اسکرو چلرز اور ایئر کولڈ اور واٹر کولڈ اسکرو چلرز کی جسمانی حدود کو مصنوعی ذہانت کے چپس نے توڑ دیا ہے۔
آئیے گرمی کی کھپت کا کچھ حساب کرتے ہیں۔ ہوا مائع سے کتنی ٹھنڈی ہے؟ جواب: مائع ہوا سے 1000 سے 3000 گنا زیادہ گرم ہوتے ہیں۔ یہ کوئی "تھوڑا سا بہتر" امتیاز نہیں ہے بلکہ ایک لحاظ سے تباہ کن فتح ہے۔
جب NVIDIA کی H200 چپ زیادہ بوجھ پر 30% سے زیادہ گرمی پیدا کرتی ہے، اور جب مائیکرو کمپیوٹرز کی بجلی کی کھپت 700W سے 200W تک بڑھ جاتی ہے، تو روایتی ایئر کولنگ سسٹم کی حرارت کی کھپت کی حد آسانی سے کاغذ کی دیوار کی طرح ٹوٹ جاتی ہے۔ ہوا کو ٹھنڈا کرنے سے مقامی ہاٹ سپاٹ کا خطرہ ہوتا ہے۔ درجہ حرارت میں اتار چڑھاو تربیتی مشنوں، چیک پوائنٹ رول بیکس اور نیٹ ورک کی مطابقت پذیری میں تاخیر کا باعث بن سکتا ہے۔ اعلی کارکردگی والے کلسٹرز کے لیے، کسی بھی غیر منصوبہ بند ڈاؤن ٹائم پر لاکھوں ڈالر خرچ ہو سکتے ہیں۔
مائع کولنگ اس مسئلے کو کیسے حل کرتی ہے؟ ہر طریقہ کے اپنے فوائد ہیں۔
پہلا طریقہ: کولڈ پلیٹ مائع کولنگ -- مرکزی دھارے کا حل اور صنعتی بنانے کا تیز ترین طریقہ۔
چپ پر "آئس چپس" کا استعمال کرتے ہوئے، مائعات مائیکرو چینلز کے ذریعے بہتی ہیں، گرمی کو براہ راست اپنے ساتھ لے جاتے ہیں۔ حل کے لیے موجودہ سرور کے فن تعمیر میں کم سے کم ترامیم کی ضرورت ہے اور اسے تعینات کرنا آسان ہے، جس سے یہ 2025 سے 2026 تک AI انفراسٹرکچر کی تعیناتی کے لیے سرفہرست انتخاب ہے۔ H3C's S90000 اور Sugon's C7000-F فیز چینج کولڈ پلیٹ لیکویڈ کولنگ سلوشن دونوں ہی اس نقطہ نظر کی پیروی کرتے ہیں۔
کولڈ پینل مائع 1.2 سے کم کا PUE حاصل کرسکتا ہے، کچھ اصلاحی اسکیمیں 1.1 تک بھی پہنچ سکتی ہیں۔ روایتی ایئر کولنگ کے مقابلے میں، مائع کولنگ گرمی کی کھپت کی کارکردگی کو تقریباً 50 فیصد تک بہتر بناتی ہے اور 30 ​​فیصد سے زیادہ ضائع ہونے والی توانائی بچاتی ہے۔ 10 ملین کلو واٹ کی صلاحیت کے ساتھ ایک بڑے سے درمیانے درجے کے سمارٹ کمپیوٹنگ سینٹر سے بجلی کے اخراجات میں سالانہ تقریباً 30 ملین ڈالر کی بچت ہو سکتی ہے۔
دوسرا طریقہ: وسرجن مائع کولنگ - گرمی کی کھپت کی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کا حتمی حل۔
اس میں سرور کو مکمل طور پر انسولیٹنگ کولنٹ میں ڈوبنا شامل ہے، چپ مائع کے ساتھ براہ راست رابطے میں آنے کے ساتھ۔ حرارت براہ راست مائع کے بخارات یا اس کی مخصوص حرارت میں اضافے کے ذریعے منتشر ہوتی ہے۔ حل 1.05 اور 1.1 کے درمیان PUE استحکام، 50 ڈیسیبل سے کم شور، اور 100 کلو واٹ سے زیادہ فی یونٹ بجلی کی کثافت کے ساتھ، ایئر کولنگ سے ہزاروں گنا زیادہ موثر ہے۔
ژانگ بی ڈیٹا سینٹر میں تعینات علی بابا کے وسرجن کولنگ سسٹم نے دو سال کے آپریشن کے بعد حیرت انگیز کام کیا: مائع کولڈ سرور کے اجزاء کی مجموعی ناکامی کی شرح ایئر کولڈ سرور کے مقابلے میں 52.9 فیصد کم ہے۔ اس سے نہ صرف بجلی کی بچت ہوتی ہے بلکہ دیکھ بھال کے اخراجات بھی کم ہوتے ہیں۔
تاہم، ڈوبنے والی مائع کولنگ میں داخلے کی اعلی رکاوٹیں بھی ہوتی ہیں --داخلہ-زیادہ کولنٹ کے اخراجات، پیچیدہ آپریشن اور دیکھ بھال، اور صنعت کے معیارات کی کمی۔ لہذا، مختصر مدت میں، کولڈ پلیٹ کو ٹھنڈا کرنا ایک ترجیح ہے، جبکہ وسرجن کولنگ ایک ملحق ہے۔
مارکیٹ کے اعداد و شمار کو سونگھنا نہیں ہے: $20 بلین سے $76.5 بلین جنگ۔ نمبر سب سے زیادہ ایماندارانہ فیصلہ ہیں۔
مائع ٹھنڈے ڈیٹا سینٹرز میں عالمی سرمایہ کاری 2017 سے 2025 تک بتدریج بڑھ کر 26.32 بلین ڈالر تک پہنچ گئی۔ چینی مارکیٹ زیادہ فعال تھی، جو 2017 میں 16.91 بلین یوآن سے بڑھ کر 2025 میں 76.55 بلین یوآن ہو گئی، کمپاؤنڈ سالانہ شرح نمو 21% پر۔
2026 تک، یہ اعداد و شمار تیز ہو رہا ہے. 2026 تک، چائنا گلیکسی سیکیورٹیز AI فعال سمارٹ کمپیوٹنگ سینٹرز کے لیے مائع کولنگ مارکیٹ کو تقریباً 20 بلین یوآن، سرورز اور کلاؤڈ مائع کولنگ تقریباً 8-10 بلین یوآن، روایتی صنعتوں کو تقریباً 2 بلین یوآن اور چائنا مائع کولنگ سرور مارکیٹ 3 ارب یوآن سے زیادہ پر دیکھتی ہے۔
کیا روایتی صحت سے متعلق ایئر کنڈیشنگ مارکیٹ کے بارے میں؟ 2024 میں، چین کے ڈیٹا سینٹر کی درستگی والے ایئر کنڈیشننگ مارکیٹ کا سائز 5 بلین یوآن سے تجاوز کر گیا، سال بہ سال 29 فیصد اضافہ ہوا۔ کیا ایسا لگتا ہے کہ یہ بڑھ رہا ہے؟ لیکن اس کی وجہ یہ ہے کہ موجودہ بازار اب بھی اسے ہضم کر رہے ہیں۔ طویل مدت میں، مائع کولنگ ٹیکنالوجی اگلے 5-10 سالوں میں دھیرے دھیرے درست ایئر کنڈیشنرز کے مارکیٹ شیئر کو کم کرے گی، یہ ایک ناقابل واپسی رجحان ہے۔
مسابقتی منظر نامے کے لحاظ سے، سوگن ڈیجیٹل ٹیکنالوجی کا مائع کولنگ انفراسٹرکچر مارکیٹ میں 55.7% سے 61.3% تک مارکیٹ شیئر ہے، جو مسلسل 3-4 سال تک مارکیٹ کی قیادت کر رہی ہے۔ مصنوعی ذہانت کے حامل الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے، Invik کے iPower سیریز کے درست ایئر کنڈیشنرز نے حقیقی دنیا کی جانچ میں PUE کو 1.8 سے 1.3 تک کم کر دیا، جس سے بجلی کے اخراجات میں سالانہ $300,000 سے زیادہ کی بچت ہوئی۔ Huawei کا تھرمل مینجمنٹ کنٹرولر (TMU "صفر رکاوٹ" کولنگ حاصل کرنے کے لیے AC/DC دوہری طاقت کا ڈھانچہ استعمال کرتا ہے۔ شنائیڈر الیکٹرک کا اسمارٹ کول ٹرمینل ایئر کنڈیشنگ توانائی کی بچت کا حل 31 31% وقت اور بجلی کی بچت حاصل کریں۔
ہاتھ پر ہاتھ دھرے بیٹھنے کے بجائے، ان روایتی شرکاء نے مائع ٹھنڈک کی طرف ایک مایوس کن تبدیلی کی۔ تاہم، تبدیلی کی رفتار مارکیٹ کے مائع کولنگ کی لپیٹ میں آنے کے ساتھ رفتار برقرار نہیں رکھتی ہے۔
واٹر کولڈ اسکرو چلرز کے لیے "آخری میدان جنگ" کہاں ہے؟ یہ کہنا کہ واٹر کولڈ اسکرو چلرز کو تبدیل کیا جا رہا ہے اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ وہ کل غائب ہو جائیں گے۔
کم سے درمیانے کثافت والی شیلفنگ میں --روایتی ڈیٹا سینٹرز، فیکٹریوں اور کمرشل عمارتوں میں 10 کلوواٹ سے کم سنگل یونٹ شیلفنگ کے ساتھ --واٹر کولڈ سکرو چلرز --واٹر کولڈ سکرو چلرز سب سے زیادہ لاگت کا آپشن رہتے ہیں۔ وہ تکنیکی طور پر بالغ ہیں، برقرار رکھنے میں آسان ہیں، ان کی ابتدائی قیمت کم ہے، اور ان کی COP 5.8 سے 6.2 ان حالات کے لیے مثالی ہے۔
2025 کے اوائل تک، ملک میں ڈیٹا سینٹر ریک کی کل تعداد 80 لاکھ سے زیادہ ہے، جن پر درمیانے اور کم کثافت والے ریک ہیں۔ یہ "پرانے ریک" راتوں رات مائع کولنگ سے تبدیل نہیں ہوں گے۔ اس صورت میں، واٹر کولڈ سکرو چلرز کی رعایتی مدت پانچ سے 10 سال ہوتی ہے۔
تاہم، یہ رعایتی مدت حفاظت کی ضمانت نہیں دیتی۔
شنگھائی، شینزین، گوئزہاؤ اور دیگر جگہوں پر واضح طور پر ضرورت ہے کہ نئے ڈیٹا سینٹرز میں مائع کولنگ شیلف کا تناسب 50 فیصد سے زیادہ تک پہنچ جائے، PUE کو 1.4 سے کم تک اپ گریڈ کرنے کے ساتھ۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر آپ آج بھی واٹر کولڈ سکرو چلرز استعمال کر رہے ہیں، تو آپ کو کل اپنے نئے پروجیکٹ کے لیے مائع کولنگ کا استعمال کرنا پڑے گا۔
گہری منطق یہ ہے کہ مائع کولنگ نہ صرف کولر بلکہ پورے کولنگ ڈھانچے کو بے گھر کر دیتی ہے۔
روایتی ڈھانچہ "کولڈ واٹر مشین → کولنگ واٹر → پریسجن ایئر کنڈیشننگ → کولڈ ایئر → چپ" ہے جس میں لمبی زنجیر، زیادہ نقصان اور ایک اعلی PUE ہے۔ مائع کولنگ کا ڈھانچہ "کولڈ پلیٹ/ڈبائی → مائع → چپ" ہے جس میں شارٹ چین، کم نقصان اور کم پی یو ای ہے۔ نئے ڈھانچے میں، کولرز کو "ڈی کولنگ" کیا جا رہا ہے - روایتی کولروں کو یکسر نظرانداز کرتے ہوئے، گرمی کو براہ راست ضائع کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت کے کولنگ پانی اور مائع کولنگ پینلز کا استعمال۔
Nvidia کے سی ای او جینسن ہوانگ نے دو ٹوک الفاظ میں کہا، "مائع کولنگ AI کمپیوٹنگ پاور میں اگلا رجحان ہو گا۔" "مستقبل میں، 45 ڈگری سیلسیس گرم پانی کولر کی ضرورت کے بغیر 80 ڈگری سیلسیس سے اوپر کے چپس کو ٹھنڈا کرنے کے لیے کافی ہوگا۔"
یہ کوئی تجویز نہیں بلکہ ایک نتیجہ ہے۔
ایک لفظ میں: "بہتر" نہیں بلکہ "ضروری۔" 2026 میں ڈیٹا سینٹر مارکیٹ مسلسل خاتمے کے عمل سے گزر رہی ہے۔
واٹر کولڈ اسکرو چلر کی کارکردگی ختم نہیں ہوئی ہے، اور اس کا 6.2 COP ایئر کولڈ دور کی حد بن گیا ہے۔ طبیعیات کے قوانین کی وجہ سے، AI چپس ممکن نہیں ہیں: ہوا اور ٹھنڈے پانی کی گرمی کی کھپت کی صلاحیت صرف AI چپس بنانے کے لیے کافی نہیں ہے۔
مائع کولنگ ایک "بہتر انتخاب" نہیں ہے بلکہ "واحد انتخاب" ہے۔ جب MCU ایک سال میں 20 ملین کلوواٹ سے زیادہ استعمال کرتا ہے، جب پالیسی کے مطابق PUE کا 1.25 سے کم ہونا ضروری ہے، جب 10MW سمارٹ کمپیوٹنگ سینٹر ایک سال میں 30 ملین کلو واٹ سے زیادہ استعمال کرتا ہے، آپ کے پاس کوئی چارہ نہیں ہے۔
واٹر کولڈ اسکرو چلرز سے لے کر واٹر کولڈ اسکرو چلرز سے لیکویڈ چلرز تک، ڈیٹا سینٹر کولنگ ٹیکنالوجی 60 سال سے زیادہ عرصے سے تیار کی گئی ہے۔ ہر تکرار کمپیوٹنگ طاقت کے تقاضوں سے چلتی تھی۔
لیکن اس بار، یہ مطالبہ نہیں ہے جو اسے اپنی حدود تک لے جائے، یہ خود فزکس کے قوانین ہیں۔
واٹر کولڈ اسکرو چلرز کا دور ختم نہیں ہوا لیکن اس کا سنہری دور آچکا ہے۔ اگلی دہائی مائع کولنگ سے تعلق رکھتی ہے۔ یہ اس لیے نہیں ہے کہ مائع کولنگ پیچیدہ ہے، بلکہ اس لیے کہ ایئر کولڈ اسکرو چلرز اور ایئر کولڈ اور واٹر کولڈ اسکرو چلرز واقعی اپنی حدوں کو پہنچ چکے ہیں۔