生成AIの普及で電力負荷が増すAIデータセンターに向けて、株式会社日立製作所がGPU冷却用コールドプレートを開発しました。GPUの発熱を効率回収するため、独自のU字トンネル流路を採用し、冷却液をGPUの発熱部へ直接導く構造としています。冷却液は発熱部で熱を吸収後に折り返して排出され、入口側の低温液と出口側の高温液が混ざらないため、高い冷却性能を維持できます。数千本の微細流路を多並列で配置し、伝熱面積の拡大と流路短縮によって圧力損失を抑えながら冷却性能を両立しました。実測では冷却液流量4 L/minの条件で熱抵抗0.011 K/W、圧力損失27.6 kPaを確認し、同じ冷却動力で従来構造より高い冷却性能が得られたとしています。高温の冷却液でもGPUを所定温度以下に保てることで外気放熱がしやすくなり、年間のチラー稼働率試算から冷却電力を30％削減できる見込みが示されています。
背景として、GPU搭載数の増加でサーバー発熱が拡大し、チラーや冷却塔を含む冷却設備の電力消費も増大しています。45℃程度の高温水冷却は外気との温度差を活用できるため有効ですが、従来構造では流路後半で冷却液が温まり発熱部に低温液を均一供給しにくい課題がありました。U字トンネル流路は厚み方向に流す方式により、流路の短縮と多並列化で流れを確保し、圧力損失の増加を抑制します。これにより、外気を活用できる期間が年間を通じて拡大し、GPUから回収した熱の放出効率が向上します。日立はこのコールドプレートを起点に、ポンプやチラー、配管を含む冷却設備の高性能化とデジタルサービスHMAX Data Centerとの連携を進め、データセンターの高効率化と安定運用に貢献するとしています。なお、本成果の一部は2026年10月に米国サンディエゴで開催されるInterPACK2026で発表予定です。
詳しくは「株式会社日立製作所」の公式ページまで。レポート／DXマガジン編集部
