Innovative Kühllösungen: Ferverets Weg von Kernreaktoren zur Effizienzsteigerung durch KI

Das Wachstum der künstlichen Intelligenz hängt vom rasanten Ausbau der Rechenzentren ab, weshalb deren Energieverbrauch ein entscheidender Faktor ist. Bis zum Ende dieses Jahrzehnts werden Rechenzentren voraussichtlich 9 bis 17 Prozent des gesamten Stromverbrauchs in den USA ausmachen. Etwa ein Drittel dieses Verbrauchs entfällt auf die Kühlung der Chips, die KI-Modelle antreiben – eine Komponente, die für das Funktionieren der KI von entscheidender Bedeutung ist.

Auf dem Weg zu einer effizienteren Kühlung

Hier kommt Ferveret ins Spiel, ein Start-up von Reza Azizian und Matteo Bucci, die beide über Erfahrung im Bereich der Kerntechnik am MIT verfügen. Azizian, ehemals Postdoktorand am MIT, und Bucci, außerordentlicher Professor am MIT, entwickeln ein innovatives Kühlsystem, das sich an Techniken aus dem Bereich der Kernreaktoren orientiert. Ihr Ansatz zielt darauf ab, den herkömmlichen Kühlprozess grundlegend zu überarbeiten, die Abhängigkeit von Wasser zu verringern und den Stromverbrauch deutlich zu senken.

Das Duo hat ein System entwickelt, bei dem Computerserver in eine spezielle Flüssigkeit getaucht werden, die Wärme besonders effektiv absorbiert. Was das „Adaptive Phase Cooling“-System (APC) von Ferveret von bestehenden Flüssigkeitskühlsystemen unterscheidet, ist das Vorhandensein kleinerer Blasen, die sich häufiger ablösen und so für eine beschleunigte Wärmeübertragung sorgen.

Bereits jetzt werden die innovativen Lösungen von Ferveret von Unternehmen wie CleanSpark, FuriosaAI und Switch getestet. Tests, die in Zusammenarbeit mit dem Samueli-Fachbereich für Informatik der UCLA durchgeführt wurden, zeigen, dass das APC die Energieeffizienz der Rechenleistung im Vergleich zu aktuellen Flüssigkeitskühlungslösungen um bemerkenswerte 15% steigert. Ferveret geht davon aus, dass diese Einsparungen in Verbindung mit dem eigenen Leistungssteuerungssystem es ermöglichen könnten, bei gleichem Stromverbrauch bis zu 35% mehr Token aus KI-Modellen zu generieren.

Der Weg von Kernreaktoren zur KI

Die Zusammenarbeit zwischen Azizian und Bucci begann bereits 2013 am MIT, wo sich das Duo mit der Optimierung der Wärmeübertragung in Kernreaktoren befasste. Die darauf folgenden technologischen Entwicklungen führten dazu, dass Azizian sich bei Branchenriesen wie Microsoft und Nvidia der Kühlung von Chips zuwandte. Bei einem Besuch in einem Rechenzentrum im Jahr 2017 fiel ihm die Ineffizienz herkömmlicher Luftkühlungsmethoden auf, die für satte 40% des Stromverbrauchs des Rechenzentrums verantwortlich waren.

Diese Erkenntnis führte 2021 zur Gründung von Ferveret – einem Unternehmen, das auf den Grundlagen aufbaut, die während ihrer Tätigkeit im Bereich der Kernreaktoren gelegt wurden. Da KI mit dem Bedarf an immer mehr Rechenleistung zu kämpfen hat, setzen Rechenzentren zunehmend auf Flüssigkeitskühlung. Die meisten entscheiden sich für die Immersionskühlung, bei der die Flüssigkeit zum Sieden gebracht wird, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Bucci begründet diese Vorliebe damit, dass “Flüssigkeit im Vergleich zu Luft ein überlegenes Wärmeübertragungsmedium ist. Beim Sieden entzieht sie der Umgebung aufgrund der für den Phasenwechsel erforderlichen Energie Wärme effektiver.” Die mit dem Sieden verbundene Komplexität erfordert jedoch eine ständige Überwachung von Druck, Temperatur und Flüssigkeitsbestand.

Auf dem Weg zu modularen und effizienten Lösungen

Die von Ferveret vorgeschlagene Lösung basiert auf dem Prinzip des unterkühlten Siedens und nutzt dabei eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt, die frei von schädlichen PFAS-Chemikalien ist. In ihrem System bildet die Flüssigkeit kleinere Blasen, die sich häufiger ablösen und so den Wärmeübertragungsprozess beschleunigen. Dieses System mit seinem modularen Aufbau erleichtert die Wartung und Bereitstellung und lässt sich problemlos in die bestehende Infrastruktur integrieren. Darüber hinaus hat Ferveret eine Steuerungssoftware entwickelt, die den Stromverbrauch für jeden Server optimiert und so die Effizienz deutlich steigert.

Die Technologie von Ferveret steigert nicht nur die Effizienz von Rechenzentren, sondern ermöglicht auch den Betrieb an abgelegenen Standorten, an denen zwar reichlich erneuerbare Energiequellen zur Verfügung stehen, es jedoch an Kühlanlagen mangelt. Zu diesen Regionen zählen unter anderem Afrika und der Nahe Osten, wo das Potenzial an Solarenergie durch begrenzte Wasserressourcen eingeschränkt wird.

Angesichts laufender Gespräche mit führenden Cloud-Computing-Unternehmen und der Teilnahme am “Inception”-Programm von Nvidia, einer Initiative für Start-ups, plant Ferveret, seine Partnerschaften auszubauen. Das Ziel? Die Erweiterung der KI zu ermöglichen, ohne die Umwelt zusätzlich zu belasten. Wie Azizian es ausdrückt, wollen sie „Rechenzentren dabei helfen, mehr Leistung aus der verfügbaren Energie herauszuholen“.”

Um einen tieferen Einblick in ihre Arbeit zu erhalten, lesen Sie den Originalartikel hier. Wenn Ihr Unternehmen die Grenzen von KI-Automatisierungslösungen ausloten möchte, besuchen Sie implementi.ai.