Gestructureerde bekabeling versus vloeistofgekoelde leidingen: Ontwerpen voor rekken van 100 kW plus

Datacenters telden ooit hun overwinningen in megawatts; tegenwoordig scheppen ze op over kilowatts per rack. Nu AI-workloads de pan uit rijzen en de rackdichtheid de grens van 100 kW overschrijdt, staan facilitaire teams voor een nieuwe evenwichtsoefening: gegevens door ongerepte glasvezelbanen laten stromen en tegelijkertijd de zinderende hitte snel afvoeren. De inzet voelt tastbaar aan - een verknipt ontwerp betekent verbrande GPU's en stijgende energierekeningen - dus elk pad, elke pijp en elk patchpaneel moet vanaf dag 0 zijn gewicht in de schaal leggen.

De drempel van 100 kW

Moderne GPU-rekken trekken nu meer dan 100 kW per rack, een elektrische belasting die ooit was voorbehouden aan kleine substations.¹ Exploitanten die zich op deze dichtheden richten, moeten zowel de kabelinstallatie als het koelvloeistofnetwerk tot eerstelijns infrastructuur verheffen. Verwaarloos een van beide systemen en premium witte ruimte verandert in een oversized ruimteverwarmer in plaats van een productieve datahal.

Gestructureerde bekabeling: De basis voor betrouwbaarheid

Gestructureerde bekabeling rangschikt koper- en vezeltrajecten in een gedisciplineerde hiërarchie en biedt drie belangrijke voordelen:

-Ongehinderdeluchtstroom. Gebundelde slurven beschermen de plenums onder de vloer en boven het plafond, zodat CRAH-units een consistente toevoer van koude lucht behouden.

-Verkortegemiddelde reparatietijd. Duidelijk gelabelde poorten en vooraf aangesloten cassettes zorgen ervoor dat technici defecte verbindingen binnen enkele minuten kunnen isoleren en herstellen.

-Signaalintegriteit. Cassettes met hoge dichtheid zorgen voor de juiste buigradius, waardoor 400 GbE optica wordt beschermd tegen microbuigingsverlies.²

Luchtgekoelde hallen die draaien op of boven 100 kW slagen alleen als de bekabeling nooit de kritische luchtstroom blokkeert.

Vloeistofgekoelde leidingen: Directe thermische extractie

Luchtkoeling verliest efficiëntie boven ongeveer 50 kW per rack. Vloeistofkoeling, door middel van cold-plate loops of dompeltanks, onttrekt warmte aan de chip en stuurt deze naar externe warmtewisselaars.

-Superieurewarmtecapaciteit. Water verwijdert warmte 3.500 keer efficiënter per volume dan lucht bij dezelfde temperatuurstijging.³

Verbeterdeenergie-efficiëntie. Door de temperatuur van de koelmiddeltoevoer te verlagen, kunnen operators de instelpunten van de koelmachine verhogen en de PUE met 10-20 procent verlagen bij productie-implementaties.⁴

-Trajectcoördinatie. Vloeistofslangen hebben speciale ruimte nodig, dus ontwerpteams scheiden ze van optische leidingen tijdens de lay-outfase.

Vergelijkende prestatiegegevens

-Warmteafvoer: Gestructureerde bekabeling bevordert een onbelemmerde luchtstroom, terwijl vloeistofgekoelde leidingen de warmte direct bij de componenten afvoeren.

-Onderhoud: Bekabelingsploegen verwisselen snel cassettes en controleren verbindingen; koelspecialisten maken droge snelkoppelingen en voeren lekcontroles uit.

- Ruimte nodig: Vezelbundels blijven compact; koelvloeistofslangen hebben een grotere diameter en een grotere buigradius nodig.

-Gevolgen van storingen: Een enkele vezelbreuk isoleert één schakel; een koelmiddellek kan een bredere uitvaltijd veroorzaken.

-Vereiste vaardigheden: Voor bekabelingswerk zijn laagspanningsnetwerktechnici nodig, terwijl vloeistofsystemen mechanische en vloeistofbehandelingsdeskundigen vereisen.

De meeste hyperscale faciliteiten combineren beide systemen: gestructureerde bekabeling transporteert gegevens en vloeistofleidingen voeren warmte af.

Intro l'sIntrol's methode voor snelle implementatie

Veldteams van Introl hebben meer dan 100.000 GPU's geïnstalleerd en meer dan 40.000 mijl glasvezel gerouteerd over wereldwijde AI-clusters.⁵ Een team van 550 technici mobiliseert binnen 72 uur, installeert 1.024 H100 nodes en 35.000 glasvezelpatches in 14 dagen en levert volledig geïnstrumenteerde insluitsystemen op schema.⁶

Kernpraktijken zijn onder andere:

1. Speciale paden. Boven de hete gangpaden hangen bakken met vloeistofslangen; onder de vloer hangen geaarde manden met vezelkabels.

2. Vezel met hoge dichtheid. MPO-stammen van vierentwintig strengen minimaliseren de bundelbreedte, waardoor ruimte ontstaat voor koelvloeistofverdeelstukken.

3. Verdeelblokken met korte doorgang. Verdeelblokken op rekniveau verkorten de slanglengte en creëren geïsoleerde droogloopzones.

4. Disciplinaire training. Netwerktechnici certificeren procedures voor vloeistofbehandeling, terwijl mechanisch personeel toleranties voor vezelbeheer onder de knie krijgt.

Duurzaamheid en toekomstige ontwikkelingen

Hybride toevoerkanalen bundelen nu afgeschermde vezelkanalen met dubbele vloeistoflussen, wat de installatie stroomlijnt en ruimte bespaart.⁷ Ingenieurs van het National Renewable Energy Laboratory vangen afvalwarmte van rekken op en voeren deze naar stadsverwarmingsnetwerken, waardoor overtollige thermische energie wordt omgezet in warmte voor de gemeenschap.⁸ De komende richtlijn van ASHRAE verhoogt de toegestane rek-inlaattemperaturen, wat de weg vrijmaakt voor een strakkere integratie van lucht- en vloeistofkoelsystemen.⁹

Onze ingenieurs onderwerpen elk nieuw idee aan strenge tests in ons pilotlab, houden alleen de beste over en verwerken de beste ideeën in echte projecten, of het nu gaat om een nieuwe constructie of een retrofit van een oudere hal. Het resultaat is eenvoudig te zien: strakkere indeling van de rekken, lagere energierekeningen en een duurzaamheidswinsituatie waar zowel het boots-on-the-ground team als de leidinggevenden trots op kunnen zijn.

Conclusies

Gestructureerde bekabeling zorgt voor data-integriteit en operationele flexibiliteit, terwijl vloeistofgekoelde leidingen thermische stabiliteit bieden bij hoge dichtheden. Faciliteiten die beide systemen tijdens het ontwerp in goede banen leiden, realiseren voorspelbare prestaties, geoptimaliseerd energieverbruik en versnelde implementatietijden. Zorgvuldige trajectplanning, gedisciplineerde installatie en multifunctionele expertise veranderen 100 kW-racks van een ambitieus concept in een betrouwbare realiteit.

Referenties (Chicago Auteur-Datum)

1. Uptime Institute. Wereldwijde datacenterenquête 2024: Keynote Report 146M. New York: Uptime Institute, 2024.

2. Cisco Systems. Best Practices voor glasvezelbekabeling voor 400 G-datacenters. San José, CA: Cisco White Paper, 2023.

3. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. Thermische richtlijnen voor gegevensverwerkende omgevingen, 6e editie. Atlanta: ASHRAE, 2022.

4. Lawrence Berkeley National Laboratory. Gemeten PUE-besparingen in vloeistofgekoelde AI-faciliteiten. Berkeley, CA: LBNL, 2024.

5. Introl. "Versnel de toekomst van AI met Introl Managed GPU Deployments." Geraadpleegd op 26 juni 2025. https://introl.com/.

6. Introl. "Casestudy Frankfurt." Geraadpleegd op 26 juni 2025. https://introl.com/case-studies/frankfurt.

7. Open Compute Project. Geavanceerde koeloplossingen: 2025 Specificatieontwerp. San José, CA: OCP Foundation, 2025.

8. Huang, Wei. "Warmteterugwinning op rackniveau in vloeistofgekoelde AI-clusters." Journal of Sustainable Computing 12, no. 3 (2024): 45-58.

9. ASHRAE. Voorgesteld Addendum C bij Thermische Richtlijnen, ontwerp voor openbare beoordeling, januari 2025.