芯片，太熱了

隨著芯片公司競相以前所未有的速度生產(chǎn)功能越來越強大的芯片，數(shù)據(jù)中心提供商還能跟上多久？

Nvidia 的 1kW B200 Blackwell GPU 尚未交到客戶手中，但這家半導(dǎo)體巨頭已經(jīng)公布了其繼任者：Rubin。

此外，Nvidia 首席執(zhí)行官黃仁勛似乎對公司最近 3 萬億美元的市值并不滿足，他還宣布，公司更新后的路線圖將每年推出一個新產(chǎn)品系列。

Nvidia 顯然已將目光鎖定在鞏固其市場主導(dǎo)地位和在 Blackwell GPU 發(fā)布前滿足客戶日益增長的需求上。這讓制造商在供應(yīng)方面難以跟上步伐，證明了這仍然是 Nvidia 的世界，我們都生活在其中。

然而，有傳言稱，Nvidia 并不是唯一一家將功耗提高到 1kW 及以上的公司。AWS 最近透露，其下一代 Trainium3 芯片可能會消耗類似的電量，而英特爾則被認(rèn)為正在研發(fā)一款功耗可能達到 1.5kW 的芯片。

AMD 首席執(zhí)行官蘇姿豐博士也利用她在臺北國際電腦展的主題演講中同樣宣布，該芯片公司每年都會向市場推出一款新產(chǎn)品。

但是，在試圖支持不斷增長的工作負(fù)載時，特別是在生成式人工智能蓬勃發(fā)展的背景下，硬件公司是否即將開始超越數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施？這種爭奪芯片制造王牌的持續(xù)競爭會對地球產(chǎn)生什么樣的環(huán)境影響？

當(dāng)芯片功率超過 1,000 瓦時，就需要液體冷卻。雖然自 20 世紀(jì) 60 年代以來，這種技術(shù)一直用于冷卻計算硬件，但現(xiàn)在我們可能已經(jīng)接近其技術(shù)極限。

雖然單相浸入式液體冷卻目前可以達到 1kW 左右 - 剛好與 Nvidia 保持同步，但兩相浸入式冷卻 - 可用于處理具有更高 TDP 的處理器，這并非沒有挑戰(zhàn)，因為改造數(shù)據(jù)中心以支持該技術(shù)可能很復(fù)雜且成本高昂。

還值得注意的是，距離 Blackwell 發(fā)布已有數(shù)月，Nvidia 仍未確認(rèn)其液冷 GB200 DGX SuperPod 的最佳冷卻溫度。

然而，更令人擔(dān)憂的是，兩相冷卻中使用的昂貴介電液體可能含有氟碳化合物或全氟烷基物質(zhì) (PFAS)，這些合成化學(xué)物質(zhì)也被稱為“永久化學(xué)物質(zhì)”。這些物質(zhì)在釋放到環(huán)境中時不會分解，因此會隨著時間的推移在人或動物體內(nèi)積聚。

在最近于倫敦舉行的一次活動中，HPE 的一位高管表示，其液冷技術(shù)目前可以支持 Nvidia 的整個產(chǎn)品組合，但他補充說，必須承認(rèn)芯片的發(fā)展方向只有一個，因此功率限制可能會成為未來的一個限制因素。

因此，目前還不清楚它能在多長時間內(nèi)跟上 Nvidia 和其他芯片制造商的高速產(chǎn)品路線圖。

讓問題更加復(fù)雜的是，智庫 Interface 最近發(fā)布的一份報告稱，開發(fā)化學(xué)清潔解決方案或?qū)⒉缓?PFAS 的化學(xué)替代品推向市場可能需要數(shù)十年時間。同樣，Nvidia 計劃每年發(fā)布一個新系列的 GPU，人們只能假設(shè)這些 GPU 的性能會越來越強大。

而令人擔(dān)憂的不僅僅是我們?nèi)绾巫屵@些未來的芯片保持涼爽。

隨著人工智能工作負(fù)載的增加，盡管 1kW 芯片尚未成為數(shù)據(jù)中心的主流，但據(jù)估計，到 2030 年，美國將需要 47GW 的增量電網(wǎng)容量來滿足數(shù)據(jù)中心驅(qū)動的負(fù)載增長。

另外，同一份 Interface 報告警告稱，歐盟希望在《歐盟芯片法案》下推動的半導(dǎo)體制造水平，可能會導(dǎo)致歐洲大陸的工業(yè)產(chǎn)生與歐洲化工、鋼鐵和航空業(yè)一樣多的溫室氣體。

Blackwell 芯片的生產(chǎn)已經(jīng)在臺灣順利進行，采用定制的 4NP TSMC 工藝制造。雖然臺積電制定了 2050 年凈零排放政策，并已采取措施嘗試減少排放，但該公司的電力消耗是迄今為止最大的溫室氣體排放源。據(jù)報道，2023 年，臺積電消耗了臺灣整個電網(wǎng)的約 6%。

具體來說，這與目前臺灣可再生能源發(fā)電量占比相同。

雖然臺積電并不是臺灣過度依賴進口化石燃料的罪魁禍?zhǔn)?，但遺憾的是，隨著該公司采用能源密集型的極紫外光刻工藝，其能5源消耗和排放量預(yù)計會大幅增加。

毫無疑問，高耗電芯片將越來越多地出現(xiàn)在人們的視野中，并且被購買的數(shù)量也將越來越大?，F(xiàn)在是不是該是芯片公司和數(shù)據(jù)中心運營商聯(lián)合起來進行評估的時候了，他們應(yīng)該考慮一下地球，尤其是他們的數(shù)據(jù)中心，是否真的已經(jīng)準(zhǔn)備好接受能耗達到 1kW 及以上的硬件了？

文章來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察