من معالجات GPU إلى كبينة الحوسبة: ما الذي يتغيّر في البنية التحتية لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي؟

البنية التحتية لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي · العدد الأول

عند إطلاق مشروع مركز بيانات للذكاء الاصطناعي يبدأ النقاش عادةً من الخوادم: أي منصّة حوسبة، وكم وحدة، وأي قدرة حوسبية مطلوبة. ومع الانتقال إلى مرحلة الهندسة تتحوّل الأسئلة بسرعة إلى بنود أكثر تحديداً: ما القدرة الكهربائية التي يوفّرها الموقع فعلياً، وإلى أين تُطرح الحرارة، وكيف تُركَّب رفوف الخوادم (Racks)، وكيف تُصان المعدات بعد التشغيل.

هذه الشروط تحدّد عدد الخوادم التي يمكن تشغيلها فعلاً، وتحدّد كذلك موعد دخول المشروع الخدمة. وفي مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (AIDC) تُخطَّط التغذية الكهربائية والتبريد وتوزيع المساحة حول تهيئة الخوادم نفسها، دفعةً واحدة. ومن هذه النقطة بالذات يبدأ تصميم كبينة الحوسبة مسبقة الصنع.

قدرة الرف ترتفع، وحساب التغذية يبدأ من الصفر

تتشابه الرفوف من الخارج بينما تختلف المعدات داخلها، فيختلف ما تطلبه من قدرة كهربائية اختلافاً كبيراً. وبعد تثبيت عدد الخوادم يبقى ضمّ معدات الشبكة ومعدات التبريد والأحمال المساعدة الأخرى إلى الحساب، حتى تتضح حاجة المنشأة كاملةً من الطاقة.

قائمة الأحمال هذه تنتقل مباشرةً إلى اختيار معدات التحويل والتوزيع ودوائر التوزيع والكابلات ومجاري القضبان. وفي المرحلة نفسها يُحسم مستوى الاحتياطية المطلوب للمشروع، وأي أجزاء يجب أن تبقى في الخدمة أثناء صيانة المعدات. وإلا فإن إضافة دائرة أو تعديل مسار كابل، بعد أن تكون الرفوف وخزائن التوزيع قد استقرت في مواضعها، يحرّك التخطيط كله. ومن الممارسات الشائعة في هذه المشاريع فصل الجهد المتوسط والجهد المنخفض والمحوّلات والبطاريات على وحدات E-House مسبقة الصنع حسب الوظيفة، وهو التقسيم الذي تعتمده ETENZ في «غرفة كهربائية لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي».

وتبحث الصناعة كذلك عن صيغ تغذية جديدة. ففي أغسطس 2026 عرضت NVIDIA معمارية 800 فولت تيار مستمر (800 VDC) موجّهة لمصانع الذكاء الاصطناعي (AI Factories)، مع مسار للانتقال التدريجي من المنشآت القائمة العاملة بالتيار المتردد. ومعنى تغيير كهذا أن تصميم البنية التحتية يحتاج إلى قراءة متطلبات الخوادم الحالية واتجاه التوسّع اللاحق في الوقت نفسه.

وعلى مستوى المشروع الواحد يأتي أولاً تثبيت منصّة الخوادم وحجم النشر وشروط التغذية في الموقع؛ عندها فقط يمكن الحكم على المعمارية المناسبة وعلى المساحة الواجب حجزها.

بعد اعتماد التبريد بالسائل تبقى الحرارة بحاجة إلى مخرج

ينقل التبريد بالسائل جزءاً من عمل طرح الحرارة إلى شبكة الأنابيب. وفي الصيغة الشائعة سائل-إلى-سائل بألواح باردة، يمرّ سائل التبريد على ألواح الخوادم فيلتقط الحرارة، ثم يتبادلها مع دائرة المنشأة عبر وحدة توزيع التبريد (CDU)، لتتولى المعدات الخارجية طرحها إلى الجو.

وعلى امتداد هذا المسار تتراكم شروط يجب أن تتوافق فيما بينها. درجة حرارة السائل الداخل التي تقبلها الخوادم تحكم اختيار مصدر التبريد؛ وأطوال الأنابيب والصمامات ومقاومة معدات التبادل تحكم عمل المضخات؛ ودرجة حرارة الهواء الخارجي تحكم قدرة الطرح النهائية، وهو بند ثقيل الوزن في مناخ المنطقة. تُراجَع هذه البنود معاً، لأن حسم أحدها بمعزل عن البقية كثيراً ما ينقضه بند آخر لاحقاً.

ويستحق التبريد الهوائي المراجعة البندية ذاتها. فبعض التهيئات تسحب حرارة الشرائح الرئيسية بألواح باردة بينما تبقى المكوّنات الأخرى معتمدة على الهواء. ولذلك تُوزَّع المهام بين التهوية والتكييف ودائرة السائل داخل كبينة الحوسبة وفق التهيئة الفعلية للمعدات.

وهنا يتضح لماذا يجب أن تدخل معدات التبريد المخطط العام مبكراً. موضع وحدة توزيع التبريد (CDU)، ومسار الأنابيب، وكفاية مساحات السحب والطرد والصيانة حول المعدات الخارجية — كلها تنعكس على أبعاد الكبينة وعلى المساحة المشغولة في الموقع. وغالباً ما يتولى «مبرد جاف بدائرة مغلقة» أو وحدة تبادل حراري هذا الجزء الخارجي من المسار، وتُثبَّت مواصفته ومساحته بالتوازي مع الكبينة لا بعدها.

تخطيط داخل الكبينة: ارسم التركيب والصيانة معاً

تحديد عدد الرفوف التي تستوعبها كبينة حوسبة واحدة يتطلب النظر في الوقت نفسه إلى أبعاد الرف ووزنه بالحمل الكامل وطريقة التغذية والتبريد، وإلى مساحة التشغيل أمام المعدات وخلفها.

من أي جانب يُسحب الخادم، وكيف تدخل عدّة الصيانة، وهل وصلات الأنابيب في المتناول، وهل يسدّ الكابل بعد ثنيه الممر — تفاصيل تُراجَع في مرحلة التخطيط. وتُؤخذ هذه الأبعاد من وثائق التركيب الصادرة عن مورّد المعدات، لا بالتقدير من شكل الرف الخارجي: فشوط السحب واتجاه الوصلات وأدنى نصف قطر لثني الكابل تحدّد عرض الممر المطلوب أكثر مما يحدّده الرف نفسه.

وفي الوحدات مسبقة الصنع يُضاف إلى ذلك مسار المصنع إلى الموقع. فكون المعدات تُشحن داخل الكبينة أو تُركَّب في الموقع ينعكس على أحمال الهيكل القاعدي وتثبيت المعدات ومداخل الإدخال وترتيب التركيب. وكذلك عدد القطع التي تُقسَّم إليها الكبينة للنقل، وكيفية إعادة وصل الأنابيب والكابلات في الموقع، يُحسمان مع تخطيط المعدات لا بعده، وبمراعاة شروط النقل البري والرفع حتى الموقع.

لذلك يستحق الأمر، منذ بداية الدراسة، وضع الخوادم والرفوف وخزائن التوزيع ووحدة توزيع التبريد وحوامل الكابلات والأنابيب في مخطط واحد للمراجعة. فتعارض مساحي يُكتشف في هذه المرحلة يُعالَج بكلفة أخف بكثير مما لو ظهر بعد اكتمال التصنيع.

نقل أعمال التركيب إلى المصنع

يتيح التسليم مسبق الصنع إنجاز تصنيع الكبينة وحوامل المعدات ومجاري الكابلات وتمديد الأنابيب وجزء من اختبارات الأنظمة داخل المصنع. وبالتوازي يتقدّم الموقع في الأساسات والمرافق وشروط الربط. خطّان يسيران معاً، والمدة الإجمالية يحكمها الأبطأ منهما.

ونجاح هذا الترابط يتوقف على وضوح الواجهات وترتيب التركيب منذ البداية. فالمصنع يحتاج أن يعرف من أين تدخل المعدات، وإلى أي نقطة تُوصَل الخطوط، وأي فحوص يمكن إغلاقها قبل الشحن؛ والموقع يحضّر الأساسات وواجهات التغذية والتبريد على المجموعة نفسها من المخططات.

وعند التنفيذ على مراحل يمكن ترتيب الوحدات وفق احتياجات الحوسبة والتغذية والتبريد. فما يُركَّب في المرحلة الأولى، ومن أي اتجاه يأتي التوسّع، وكيف تُستخدم الواجهات المحجوزة — كلها تظهر في المخطط العام للمرحلة الأولى.

من تهيئة الخوادم إلى تصميم قابل للتصنيع

تعمل ETENZ على التصميم الإنشائي وتصنيع الكبائن مسبقة الصنع، مع تجهيز أنظمة الكهرباء والتحكم البيئي والإدارة الحرارية والحريق والأمن بحسب ما يطلبه المشروع. وفي مشاريع مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي يمكن أن يبدأ التعاون من تصنيع الكبينة وواجهاتها، وأن يمتد إلى تكامل الأنظمة الفرعية وتسليم كبينة جاهزة، بما في ذلك صيغ OEM/ODM.

وحين تتوفر لدى العميل طرازات الخوادم المرشّحة وخطة النشر، يبدأ الطرفان بمراجعة تخطيط الرفوف وأوزان المعدات وطريقة التغذية وشروط التبريد، ثم تُفصَّل الصيغة على ضوء قيود الموقع والنقل. عندها يقف تصميم الكبينة واختيار المعدات المرافقة وتحضير التصنيع على مرجع واحد.

في العدد القادم نتابع مسار الحرارة من الخادم إلى الخارج، ونقف تفصيلاً على تناسق الألواح الباردة ووحدة توزيع التبريد (CDU) والأنابيب ومصدر التبريد.