NVIDIA Rubin、45°Cの液体冷却で水使用量をほぼゼロに

NVIDIAのRubinアーキテクチャは、業界初の100％液体冷却を採用したAIプラットフォームであり、45°Cの冷却材を使用してファンを排除し、データセンターの水消費量を最大100％削減する。

NVIDIAのRubin世代は、密閉されたファンレス設計で、ホットタブよりも高温の45°Cの冷却材を循環させ、データセンターの冷却用水消費量をほぼゼロにする。業界において冷却が電力使用量の最大40％を占める中、これは画期的な成果である。

「ドライクーラーベースの設計では、蒸発式水冷却を必要としない密閉ループシステムです。気候によっては、年間の約1％の期間を除いて、チラーは不要です」と、NVIDIAのデータセンター冷却ディレクターであるAli Heydari氏は述べている。

このシステムは、すべてのプロセッサ、ネットワーキングチップ、電源コンポーネントに直接取り付けられたコールドプレートを通じて、75％の水と25％のプロピレングリコールの混合液を循環させる。これにより、従来世代のハイブリッド空気・液体冷却アプローチを排除する。冷却材は45°Cでラックに入り、チップ表面で熱を吸収した後、約55°Cで排出される。NVIDIAによれば、この技術を採用する50メガワットのハイパースケール施設では、冷却関連のエネルギーと水のコストを年間400万ドル以上節約でき、PUEを1.35から1.15に低減できるという。

72基のGPUと36基のCPUを統合し、キャビネットあたり100kWを超える電力密度を誇るRubin NVL72ラックの価格は、1台あたり最大880万ドルに達する。NVIDIAの株価は6月19日に210.69ドルで取引され、時価総額は5兆1400億ドルとなった。この冷却技術の革新は、AIインフラ拡大における重要なボトルネックを解消し、ハイパースケーラーがデータセンターの電力の1ワットごとに厳しい目を向ける今、AMDやカスタムASICのライバルに対するNVIDIAの競争力を強化する。

45°Cの冷却材がデータセンターの物理的制約を変える仕組み

従来のデータセンターは、エネルギーを大量に消費するチラーとファンに依存して、熱気と冷気の通路に冷やした空気を押し出しており、冷却ファンは85デシベル以上の騒音レベルを発生させる。NVIDIAのアプローチはこのモデルを逆転させる。液体冷却式のコールドプレートを介してチップで直接熱を捕捉し、その熱を屋外のドライクーラー（基本的には大型のラジエーターコイル）を通じて、年間の大半において機械式冷凍なしで放出する。

地理的な条件は重要である。寒冷な気候の施設は完全にチラーレスで運用できる一方、フェニックスのような地域では、夏のピーク時に最小限のチラー稼働が必要となる場合がある。温暖な地域でも、45°Cの冷却材への移行により、オペレーターはチラーレスの理想に近づき、チラーの稼働は年間わずか数日に抑えられる可能性がある。

Rubinプラットフォームはまた、コールドプレートにマイクロチャネル技術を導入している。マイクロチャネルは、精密フライス加工、スカイビング、レーザー加工、エッチング、3Dプリンティングなどの技術を用いて、ミクロンレベルの精度で加工された流路である。華源証券（Huayuan Securities）のアナリスト、Li Ze氏によると、これらのマイクロチャネルコールドプレートには、アルミニウムよりも優れた熱伝導率を持つ銅が好ましい基材として使用されている。

サプライチェーンと競争への影響

100％液体冷却への移行は、データセンターのサプライチェーン全体に波及効果を生み出している。Schneider Electricの高度冷却部門であるMotivairは、NVIDIAの製品ロードマップとほぼ10年にわたり協業し、信頼性を高め漏洩リスクを最小限に抑える高インピーダンス冷却材の配合を開発してきた。「チップあたりのワット数が一定レベルを超えた時点で、液体冷却は必須となった」と、Motivairの社長兼CEOであるRichard Whitmore氏は述べている。

AIインフラを構築するクラウドプロバイダーにとって、運用コストの削減は大きな意味を持つ。従来の冷却塔システムを使用する施設では、メガワットあたり年間約260万ガロンの水を消費する。NVIDIAの密閉ループ設計は、その消費量のほぼすべてを排除する。廃熱回収の可能性、すなわちAIファクトリーからの残留熱を近隣の商業施設や住宅の暖房に再利用することは、さらなる価値を生み出す。

Blackwellの後継となるNVIDIAのRubinアーキテクチャは、次世代のハイパースケールAI導入を支える予定である。1キャビネットあたりの電力が200kWを超えるため、これらの高密度環境では空冷はもはや現実的ではない。AMDや増加するカスタムASICデザイナーを含む競合他社は、AIハードウェア市場で競争力を維持するために、NVIDIAの熱設計に追いつく必要がある。

NVIDIAの株価はフォワードPER約35倍で取引されている。冷却効率の向上が設置ベース全体に広く採用されれば、ハイパースケーラーの総所有コスト（TCO）を年間数億ドル削減できる可能性があり、これはRubinラックのプレミアム価格を正当化し、AIインフラにおけるNVIDIAの支配的地位を強化する要因となり得る。

本記事は情報提供のみを目的としており、投資アドバイスを構成するものではない。