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

Singapore đã ban hành SS 726:2026 – Liquid Cooling in Tropical Data Centres, được Cơ quan Phát triển Truyền thông Infocomm (IMDA) và Enterprise Singapore (EnterpriseSG) xây dựng thông qua Hội đồng Tiêu chuẩn Singapore. Hai cơ quan mô tả đây là tiêu chuẩn đầu tiên trên thế giới dành cho làm mát bằng chất lỏng tại các trung tâm dữ liệu nhiệt đới.

Tiêu chuẩn bao quát quá trình lập kế hoạch, thiết kế, triển khai, vận hành, bảo trì và quản lý rủi ro đối với hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Bên cạnh việc kế thừa các thông số kỹ thuật quốc tế, SS 726 bổ sung yêu cầu phù hợp với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao của môi trường nhiệt đới.

TIÊU CHUẨN MỚI CHO TRUNG TÂM DỮ LIỆU NHIỆT ĐỚI

Theo tài liệu, ngành trung tâm dữ liệu đang chuyển từ các tủ rack mật độ thấp sang mật độ cao. Sự thay đổi này kéo theo những yêu cầu khác về hạ tầng, bố trí không gian và vận hành so với các thiết kế làm mát bằng không khí truyền thống. Khi thiết bị công nghệ thông tin tập trung nhiều công suất hơn, hiệu quả của phương án làm mát bằng không khí cũng giảm xuống.

SS 726 tập trung vào các hệ thống lấy nhiệt trực tiếp từ những linh kiện phát nhiệt như CPU, GPU và bộ xử lý tensor. Tiêu chuẩn không bao gồm các hệ thống cửa sau tủ rack dùng chất lỏng để làm mát luồng không khí phía sau thiết bị, cũng như các thiết kế làm mát bằng chất lỏng gián tiếp khác.

Theo SS 726, việc lấy nhiệt trực tiếp từ linh kiện phát nhiệt có thể duy trì nhiệt độ vận hành thấp và ổn định hơn so với làm mát bằng không khí ở cùng mật độ rack. Phương án này cũng có thể giảm điện năng tiêu thụ của quạt máy chủ, hạn chế tình trạng bộ xử lý tự giảm hiệu năng khi nhiệt độ tăng, và hỗ trợ triển khai thiết bị mật độ cao hơn.

Khi phần lớn nhiệt được chất lỏng đưa ra ngoài, lượng nhiệt còn lại thải vào phòng máy cũng giảm. IMDA và EnterpriseSG cho biết làm mát bằng chất lỏng có thể giúp giảm hơn 30% mức tiêu thụ năng lượng ở cấp độ trung tâm dữ liệu so với làm mát bằng không khí truyền thống.

Tuy nhiên, việc triển khai không chỉ dừng ở CPU và GPU. SS 726 bao quát cả hạ tầng và thiết bị làm mát, thử nghiệm và nghiệm thu trước khi đưa vào sử dụng, vận hành, bảo trì, quản lý rủi ro và các chỉ số bền vững.

Một thành phần quan trọng là CDU (Coolant Distribution Unit), thiết bị kết nối hệ thống máy tính với hạ tầng làm mát bên ngoài và điều phối dòng chất làm mát. Tiêu chuẩn đề cập đến nhiều cấu hình CDU, gồm loại gắn trên rack và loại đặt trên sàn, với các thiết kế trao đổi nhiệt giữa chất lỏng với chất lỏng hoặc giữa chất lỏng với không khí.

Các hệ thống AI làm mát bằng chất lỏng cũng cần cơ chế giám sát rò rỉ và các lỗi khác của hệ thống làm mát. Chẳng hạn, các hệ thống DGX GB của Nvidia được tích hợp khả năng phát hiện rò rỉ để nhận biết sự cố trước khi gây hư hại cho thiết bị.

SS 726 đưa ra hướng dẫn về chất làm mát, vật liệu, bảo trì và những rủi ro trong vận hành. Tiêu chuẩn cũng hỗ trợ tích hợp làm mát bằng chất lỏng vào các trung tâm dữ liệu hiện hữu, bao gồm những cơ sở sử dụng đồng thời cả làm mát bằng không khí và chất lỏng.

“Làm mát bằng chất lỏng ngày càng quan trọng để đáp ứng mật độ công suất cao hơn cần thiết cho AI và các khối lượng công việc tính toán tiên tiến khác, đồng thời cải thiện hiệu quả làm mát”, bà Aileen Chia, Phó Tổng giám đốc IMDA, nhận định.

MỞ RỘNG CÔNG SUẤT, KIỂM SOÁT NHU CẦU ĐIỆN

Singapore cho biết SS 726 được thiết kế để giải quyết những yêu cầu riêng của môi trường nhiệt đới, nơi nhiệt độ môi trường thường vượt 30°C và độ ẩm cao có thể làm gia tăng rủi ro trong vận hành.

Làm mát vốn chiếm tỷ trọng lớn trong tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu. IMDA từng ước tính các hệ thống làm mát có thể chiếm tới 40% tổng năng lượng tiêu thụ của một trung tâm dữ liệu điển hình. Trong điều kiện nóng ẩm, nhu cầu năng lượng cho làm mát càng tăng.

SS 726 nêu rằng các hệ thống làm mát bằng chất lỏng được thiết kế với nhiệt độ chất lỏng trên 40°C phù hợp với môi trường nhiệt đới, bởi có thể sử dụng nhiệt độ chất làm mát cao hơn để thải nhiệt. Điều này giúp giảm sự phụ thuộc vào các hệ thống tiêu tốn nhiều năng lượng. Chất lỏng ở nhiệt độ cao hơn cũng mang nhiệt thải ở mức nhiệt cao hơn, qua đó có thể thuận lợi hơn cho việc tái sử dụng nhiệt khi điều kiện cho phép.

Singapore trước đó đã ban hành tiêu chuẩn về trung tâm dữ liệu nhiệt đới, cho phép các cơ sở vận hành an toàn ở nhiệt độ cao hơn. IMDA cho biết mỗi khi tăng 1°C nhiệt độ vận hành, mức tiêu thụ năng lượng cho làm mát có thể giảm khoảng 2–5%.

Bên cạnh hiệu quả năng lượng, SS 726 cũng đề cập đến những rủi ro đặc thù của khí hậu nhiệt đới. Nhiệt độ và độ ẩm cao có thể góp phần gây ăn mòn thiết bị, ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát và độ tin cậy của hệ thống. Tiêu chuẩn vì vậy đưa ra hướng dẫn về bảo trì, vật liệu, chất làm mát, quản lý rủi ro và tối ưu hóa lượng nước sử dụng trong hạ tầng làm mát.

SINGAPORE ĐANG MỞ RỘNG NĂNG LỰC TRUNG TÂM DỮ LIỆU

SS 726 được xây dựng với sự tham gia của doanh nghiệp, giới học thuật và các chuyên gia kỹ thuật. Tiêu chuẩn này cũng nằm trong khuôn khổ Green Data Centre Roadmap mà IMDA giới thiệu năm 2024, trong đó có kế hoạch phát triển các tiêu chuẩn về hiệu quả thiết bị công nghệ thông tin và làm mát bằng chất lỏng.

Cùng với việc ban hành SS 726, Singapore đang tiếp tục mở rộng năng lực trung tâm dữ liệu. Ngày 21/8/2026, IMDA và Cơ quan Phát triển Kinh tế Singapore (EDB) công bố phân bổ tạm thời 200 MW công suất trung tâm dữ liệu mới cho bốn nhà vận hành trong đợt mời đăng ký thứ hai. Ít nhất 50% công suất trung tâm dữ liệu mới đề xuất phải được cung cấp thông qua các phương án năng lượng xanh đủ điều kiện.

SS 715:2025 đặt ra yêu cầu hiệu quả năng lượng đối với thiết bị công nghệ thông tin trong trung tâm dữ liệu, đồng thời yêu cầu thiết bị vận hành an toàn ở nhiệt độ lên tới 35°C. Tiêu chuẩn này đi cùng SS 697:2023, vốn bao quát việc vận hành trung tâm dữ liệu ở nhiệt độ cao hơn trong điều kiện nhiệt đới. SS 726 tiếp tục mở rộng khung tiêu chuẩn đó sang hạ tầng làm mát bằng chất lỏng cho các bộ xử lý mật độ cao.

Theo Cơ quan Quản lý Thị trường Năng lượng Singapore (EMA), nhu cầu điện cực đại của nước này dự kiến tăng 2,4–4,8% mỗi năm trong thập kỷ tới, đạt 9,6–11,4 GW vào năm 2031. Trung tâm dữ liệu và sản xuất bán dẫn được xác định là những lĩnh vực góp phần thúc đẩy tăng trưởng nhu cầu điện.

EMA cũng đã trao quyền cho Tuas Power xây dựng thêm 670 MW công suất phát điện, dự kiến đưa vào vận hành vào tháng 12/2031. Điều này cho thấy bài toán mở rộng trung tâm dữ liệu tại Singapore đang gắn chặt với yêu cầu về hiệu quả năng lượng, hạ tầng làm mát và năng lực cung ứng điện dài hạn.