Singapore ban hành tiêu chuẩn làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu nhiệt đới

Sự phát triển mạnh của trí tuệ nhân tạo (AI) đang đặt ra bài toán mới đối với hạ tầng trung tâm dữ liệu. Các hệ thống máy chủ phục vụ AI không chỉ đòi hỏi năng lực tính toán lớn mà còn tiêu thụ nhiều điện năng và phát sinh lượng nhiệt đáng kể, khiến phương thức làm mát truyền thống bằng không khí ngày càng đứng trước nhiều giới hạn.

Chính vì vậy, Singapore đã ban hành SS 726:2026 – Liquid cooling in tropical data centres (Làm mát bằng chất lỏng trong trung tâm dữ liệu nhiệt đới). Tiêu chuẩn do Cơ quan Phát triển Truyền thông Thông tin Singapore (IMDA) và Enterprise Singapore xây dựng thông qua Hội đồng Tiêu chuẩn Singapore, với sự tham gia của các nhà vận hành trung tâm dữ liệu, nhà cung cấp công nghệ, đơn vị tư vấn và giới nghiên cứu.

Singapore thiết lập tiêu chuẩn làm mát bằng chất lỏng cho các trung tâm dữ liệu vùng nhiệt đới.

Giải bài toán nhiệt từ hạ tầng AI

Hiện phần lớn trung tâm dữ liệu tại Singapore vẫn sử dụng phương thức làm mát bằng không khí. Tuy nhiên, theo The Edge Singapore, các máy chủ chạy ứng dụng AI có thể tiêu thụ công suất cao gấp tới 50 lần so với các tủ máy chủ thông thường phục vụ điện toán đa mục đích. Khi mật độ công suất tăng nhanh, khả năng đưa nhiệt ra khỏi thiết bị trở thành yếu tố quan trọng đối với cả hiệu suất lẫn độ ổn định của hệ thống.

Làm mát bằng chất lỏng được xem là giải pháp phù hợp cho các hệ thống tính toán mật độ cao bởi chất lỏng có khả năng truyền nhiệt hiệu quả hơn so với không khí. Theo ước tính ngành được IMDA và Enterprise Singapore dẫn lại, công nghệ này có thể giảm hơn 30% năng lượng dành cho làm mát so với các hệ thống làm mát bằng không khí truyền thống.

Tuy nhiên, chuyển sang làm mát bằng chất lỏng không đơn giản là thay đổi thiết bị. Hệ thống cần đến máy bơm, đường ống, bộ trao đổi nhiệt và cơ chế kiểm soát chất làm mát. Rò rỉ hoặc quản lý chất lỏng không phù hợp có thể làm hỏng thiết bị công nghệ thông tin, thậm chí gây gián đoạn hoạt động.

Đối với các trung tâm dữ liệu hiện hữu được thiết kế ban đầu cho làm mát bằng không khí, quá trình cải tạo còn có thể kéo theo chi phí đầu tư lớn và yêu cầu kỹ thuật phức tạp.

Chuẩn hóa từ thiết kế đến vận hành

SS 726:2026 được xây dựng nhằm tạo ra khuôn khổ chung để kiểm soát những rủi ro trên. Tiêu chuẩn đưa ra các yêu cầu và khuyến nghị xuyên suốt vòng đời của hạ tầng làm mát bằng chất lỏng, từ lập kế hoạch, thiết kế, chuẩn bị triển khai, chạy thử đến vận hành, bảo trì và quản lý rủi ro.

Các nội dung được đề cập bao gồm thiết kế vòng tuần hoàn làm mát, tải trọng sàn, vật liệu đường ống, chất lượng chất lỏng, hệ thống giám sát và tích hợp bộ phân phối chất làm mát với hệ thống làm mát bằng không khí hiện có. Tiêu chuẩn cũng đưa ra phương pháp theo dõi hiệu quả sử dụng nước với sự tham gia đóng góp chuyên môn của PUB – cơ quan quản lý nước quốc gia Singapore.

Theo thông tin chính thức trên Singapore Standards, phạm vi SS 726:2026 tập trung vào những giải pháp trong đó chất làm mát loại bỏ nhiệt trực tiếp từ nguồn phát nhiệt, thường là các thành phần công nghệ thông tin như bộ xử lý trung tâm (CPU), bộ xử lý đồ họa (GPU) và bộ xử lý tensor (TPU). Một số giải pháp làm mát gián tiếp như cửa sau tủ rack sử dụng chất lỏng để lấy nhiệt từ không khí không thuộc phạm vi áp dụng; hệ thống hai pha hoặc kết hợp một pha – hai pha cũng không được tiêu chuẩn này đề cập.

Thiết kế riêng cho điều kiện khí hậu nhiệt đới

Điểm đáng chú ý của SS 726:2026 là các yêu cầu được xây dựng phù hợp môi trường nóng và độ ẩm cao của Singapore. Đây là điều kiện có thể làm tăng nguy cơ ăn mòn, phát triển vi sinh vật và hình thành màng sinh học trong chất làm mát, qua đó ảnh hưởng đến hiệu quả truyền nhiệt cũng như độ tin cậy của hệ thống.

Để giải quyết vấn đề này, tiêu chuẩn điều chỉnh các thông số kỹ thuật từ những hướng dẫn của Open Compute Project và Hiệp hội Kỹ sư Sưởi ấm, Làm lạnh và Điều hòa không khí Hoa Kỳ (ASHRAE) cho phù hợp với điều kiện của Singapore.

SS 726:2026 đồng thời nối tiếp định hướng mà Singapore đã theo đuổi trong nhiều năm nhằm nâng cao hiệu quả năng lượng của trung tâm dữ liệu. Trước đó, nước này đã triển khai SS 697:2023 về vận hành thiết bị trung tâm dữ liệu trong khí hậu nhiệt đới. Tiêu chuẩn hướng tới việc từng bước nâng nhiệt độ vận hành lên từ 26°C trở lên; theo IMDA, mỗi mức tăng 1°C có thể mang lại khả năng tiết kiệm khoảng 2–5% năng lượng làm mát.

Năm 2025, Singapore tiếp tục ban hành SS 715:2025 về hiệu quả năng lượng của thiết bị công nghệ thông tin trong trung tâm dữ liệu, hướng tới tiết kiệm ít nhất 30% năng lượng tiêu thụ của thiết bị thông qua lựa chọn phần cứng hiệu quả và tối ưu phương thức vận hành.

Việc bổ sung SS 726:2026 cho thấy cách tiếp cận ngày càng toàn diện của Singapore: không chỉ nâng hiệu suất của thiết bị hay tối ưu nhiệt độ phòng máy, mà còn chuẩn hóa công nghệ làm mát phục vụ những hệ thống tính toán mật độ cao.

Theo bà Choy Sauw Kook, Tổng giám đốc phụ trách Chất lượng và Xuất sắc của Enterprise Singapore, SS 726 tạo ra chuẩn tham chiếu đáng tin cậy để các nhà vận hành, nhà cung cấp công nghệ và khách hàng thiết kế, triển khai và mở rộng hệ thống làm mát bằng chất lỏng một cách an toàn trong điều kiện nhiệt đới. Trong khi đó, bà Aileen Chia, Phó Tổng giám đốc IMDA, nhấn mạnh làm mát bằng chất lỏng ngày càng quan trọng để đáp ứng mật độ công suất cao của AI và các tác vụ điện toán tiên tiến, đồng thời nâng cao hiệu quả làm mát.

Bảo Linh