Quantum Sea

タグ: バスバー

  • NVIDIAのMGX 1.2、給電と液冷をつなぐAIラックの共通設計

    NVIDIAのMGX 1.2、給電と液冷をつなぐAIラックの共通設計

    AIサーバーをラックに収めるには、箱の大きさが合うだけでは足りません。機器へ電気を届け、発生した熱を運び出し、交換時には決まった位置へ確実に戻せる必要があります。NVIDIAがOCPへ提供した「MGX Accelerated Computing Rack and Trays Specification」の1.2.0版は、この給電・液冷・取り付けを、ラックと機器の間でそろえるための設計仕様です。

    簡単にまとめると？

    • MGX 1.2は、機器を載せるトレーとラックの間で、給電・液冷・固定の接続位置や構造を定めます。
    • 大電流に対応するため、電気の通り道であるバスバーにも液冷を組み込みます。最大5000Aには温度や設置高度などの条件があります。
    • 旧MGX 1.1とは完全な互換性がなく、電源装置や冷却水の供給装置、機器同士の通信までを一式保証する仕様ではありません。

    機器を交換するとき、電気と冷却の位置も合うようにする

    ラックは、サーバーなどを積み重ねて設置する骨組みです。MGXの仕様では、その中へ出し入れする計算機器やスイッチのトレーについて、外形やスライドレール、接続部の位置などを定めています。異なる機器でも接続の基準を共有できれば、ラック側の設計を毎回作り直す範囲を減らせます。

    ここで使うのが、機器を奥へ差し込む動作に合わせて接続する「ブラインドメイト」です。裏側の接続部を一つずつ手でつなぐ代わりに、トレーの移動と接続を組み合わせます。ただし、電気の接点も液体の継ぎ手も、位置がずれたまま押し込めばよいわけではありません。仕様には、位置合わせを助ける構造や、接続部が少し動いてずれを受け入れるフロート機構、トレーを固定する仕組みが含まれます。

    例えば、計算トレーを交換する場面では、外形だけでなく、給電の接点と液冷の継ぎ手がラック側の相手に合うことが必要です。MGXが共通化しようとしているのは、このような「機器がラックへ収まるときの接続条件」です。差し込めることと、その機器を含むシステム全体が動くことは、確認する範囲が異なります。

    大電流を運ぶバスバー自体も液体で冷やす

    バスバーは、多くの電流をまとめて運ぶ金属の導体です。MGX 1.2では、ラック内のバスバーを公称48Vの直流で使い、電圧範囲を40〜59.5V、対応電流を最大5000Aとしています。既存のOpen Rack V3（ORV3）のバスバーと幅をそろえながら、奥行きを増やし、液冷に対応させる構造です。

    電流が通る導体にも抵抗があり、電気の一部が熱になります。AI機器へ多くの電力を届けるには、半導体だけでなく、その手前の給電経路が熱くなりすぎないことも重要です。導体を大きくする工夫と、熱を液体へ逃がす工夫を組み合わせることで、限られたラック内に大電流の通り道を設けます。MGXでは給電と冷却を同じラック設計の中で扱う理由が、ここにあります。

    5000Aという値には条件があります。仕様の電気要件は、周囲温度40℃、標高3050m、周囲の空気が自然対流する条件で、触れられる部分の温度に関する安全要件と、IT機器側の接触部品であるバスバークリップの温度定格を満たすことを求めています。周囲空気の条件を示しているのであって、液冷を使わなくてよいという意味ではありません。

    そのため、最大電流の数値だけを見て、どのラックでも同じ電力を供給できるとは判断できません。実際には電源装置、接触部品、冷却液の温度や流量などを合わせて確認します。この仕様の数値は設計要件であり、特定のデータセンターで測定された運転実績ではありません。

    共通設計が決めるところ、製品ごとに確かめるところ

    MGX 1.2の範囲を整理すると、部品選びや比較で何を見るべきかが分かります。次の表は仕様の第3.1節・第4節・第6節をもとに整理したものです。

    対象 仕様で定めること 別に確認すること
    トレーの取り付け 外形、レール、位置合わせ、固定の構造 採用する機器の版と実装、ラック側との適合
    給電と液冷の接続 バスバーの設計、継ぎ手の位置や取り付け構造など 電源装置と冷却液の供給条件、接点の温度定格
    トレー同士の通信 接続用の空間や取り付け位置 電気・機械的な接続方式の詳細と、機器同士の動作
    MGX 1.2.0仕様をもとにQuantum Sea作成。対象ごとの主な違いを示した表で、設計要件の全項目ではありません。

    特に、電源をまとめたパワーシェルフ、ラック上部のネットワーク機器や管理用スイッチ、冷却液を供給・調整するCDU、信号・電源ケーブルの設計は、この仕様の範囲外です。通信のための場所が用意されていても、その場所に載る接続方式まで一つに決められているわけではありません。

    また、仕様書はMGX 1.1をもとにした設計である一方、完全な互換性はないと明記しています。「MGX対応」という名称だけで既存ラックへ交換部品を選ぶのではなく、1.2.0などの版、給電・液冷・取り付けの各条件を照合する必要があります。共通化は比較の基準を作りますが、版の違いや実装の違いをなくすものではありません。

    今回確認したのは、2026年10月6日付の1.2.0仕様です。AIラックの機器を選ぶときには、計算性能に加えて、何を共通の接続として利用でき、どこから先を組み合わせて検証するのかを見ると、導入や交換に必要な作業を具体的に捉えられます。

    NVIDIAの事業と製品群の位置づけは、CyclewaveのNVIDIA企業ガイドでも紹介しています。

    出典

  • Microsoftの液冷バスバー案、大電流を運ぶ導体の小型化と漏れ対策

    Microsoftの液冷バスバー案、大電流を運ぶ導体の小型化と漏れ対策

    AIサーバーへ大きな電力を届けるとき、熱くなるのはチップだけではありません。電流を運ぶ経路にも抵抗があり、そこで生じた熱を逃がす必要があります。給電する量が増えるほど、その経路の大きさや重さも、ラック設計の課題になってきます。

    MicrosoftがOCP APAC Summitで取り上げたのは、バスバーを液体で冷やす設計です。バスバーは、大きな電流をまとめて運ぶ棒状・板状の導体。空気で冷やすだけでは寸法や気流の制約が厳しくなるため、冷却液を使って電力経路そのものを小さくする考え方です。［1・2］

    簡単にまとめると？

    • 液冷バスバーは、大電流を運ぶ導体を液体で冷やし、給電経路の小型化を目指す設計です。
    • 重量や占有面積の比較は特定条件のシミュレーションで、量産運用の実績や全ラック共通の効果ではありません。
    • 小型化と引き換えに、回路全体の流量配分や充填、清浄度、漏れへの対応が必要になります。

    電源ラックからITラックまで、冷やす場所を分けて考える

    資料の構成例では、電源ラックから±400V DC／800V DCの高電圧直流で電力を送り、ITラック側で低電圧直流へ変換します。高電圧側と低電圧側の両方にバスバーがあり、それぞれの場所で冷却方法を選びます。［2］

    選択肢は、空冷バスバー（ACBB）と液冷バスバー（LCBB）です。電源ラックとITラックがどちらも空冷なら両側で空冷を使う構成が考えられます。一方だけが液冷なら、その側のバスバーを液冷にする組み合わせも示されています。［2］

    つまり、ラックのどこかに液冷を入れたら、給電経路も一律に液冷へ変わるわけではありません。そこで利用できる気流と液冷回路を見ながら、区間ごとに決める設計です。

    5,000Aの比較では、重さと占有面積に差が出る

    空冷バスバーは、冷却液の配管を持たない単純さが強みです。ただ、大電流に対応するためにヒートシンクや気流を整える板を加えると、重さや占有面積が増え、電源ユニットの保守もしにくくなります。液冷は、こうした空気側の制約を減らす方向に働きます。［2］

    資料には、目標電流を両方式とも5,000Aにそろえたシミュレーション比較があります。空冷を1としたとき、液冷は重量が0.68、占有面積が0.67。電流密度は空冷の2倍超とされ、コネクター周囲の温度余裕も、5℃未満から約10℃へ広がる例が示されています。［2］

    この数字は、資料中の設計条件を比較したものです。すべてのラックで同じ比率まで小型化できるという意味ではなく、実機の量産運用で得た結果でもありません。それでも、冷却方法を変えることで、導体を太くする以外の設計余地が生まれることは読み取れます。

    流れやすくするだけでは、必要な場所へ届かない

    液冷バスバーは、ラック内の既存の液冷回路へ組み込む案です。ここで重要になるのが流量配分です。バスバー側の流路抵抗が低すぎると、冷却液がそちらへ多く流れ、同じ回路につながるほかの部品とのバランスが変わります。［2］

    流路抵抗は、ある流量を通すためにどれだけの圧力差が必要か、という関係で捉えられます。冷却したい部品ごとに必要な流量が違うため、バスバー単体の流れやすさだけでなく、回路全体の圧力損失と合わせて設計する必要があります。

    長い配管には、導入や保守の難しさもあります。資料では、マニホールドからの充填が難しく、専用の治具が必要になる可能性や、途中で分割しにくい配管の洗浄が課題に挙がっています。［2］

    冷却の故障を、給電の故障へ広げない

    バスバーは、止まればその先へ電力を届けられなくなる部分です。発表では、漏れがラック運転へ直接影響すること、冗長性を持たない構成では単一障害点（SPOF）になり得ることを、主要なリスクとして挙げています。［2］

    そのため、冷却性能と並んで、漏れをどこで検知し、検知後に何を保護するかを決めておく必要があります。資料は、接合部を減らすこと、漏れ検知線の配置、既存ラックの漏れ対応への統合や、ファームウェア側の変更も検討項目にしています。［2］

    確認する側にも設備が要ります。大電流を流して冷却能力を確かめるには、十分な電源と電子負荷が必要です。形が収まること、計算上は冷えること、実際の負荷で安全に使えることは、別々に確かめなければなりません。［2］

    液冷は、チップの外側へ広がっていく

    液冷バスバーの狙いは、電流を運ぶ経路を小さくし、ラック内の空間と温度の余裕を取り戻すことです。その代わり、流量配分、充填、清浄度、漏れへの対応までが、配電の設計に加わります。

    AIサーバーの高密度化を支えるのは、冷却能力だけではありません。電力を届ける部分と、そこで生まれた熱を運び出す部分を、一緒に成立させること。液冷バスバーは、そのつながりがよく見える設計例です。

    Microsoftの事業をもう少し知る

    Azureを含むクラウド、業務ソフト、Windowsなど、Microsoft全体の事業についてはcyclewaveの企業解説にまとめています。

    Microsoftの企業解説を読む

    参考資料

    2026年9月27日確認。講演の公開スライドをもとに構成しています。

    ［1］Open Compute Project：2026 OCP APAC Summit 公式セッション一覧

    ［2］Microsoft：Busbar Cooling Challenges and Emerging Opportunities for Next-Generation AI Platforms（講演スライド）

  • TE ConnectivityとMetaの液冷バスバー、ORv3 HPRの大電流を支える設計

    TE ConnectivityとMetaの液冷バスバー、ORv3 HPRの大電流を支える設計

    概要

    TE ConnectivityがMetaと共同で開発した次世代ラック用液冷バスバーについて説明。この技術は、AIワークロードや高性能コンピューティングの増加する電力需要を満たすことが目的。

    簡単にまとめると？

    • TE ConnectivityとMetaの液冷バスバーは、増えるラックの電力需要に対応するための給電部品です。
    • 大電流を扱うため、温度上昇と電圧降下を抑え、液体が銅に触れない構造や漏れの試験も検討しています。
    • 接続部やモジュール設計の改良を続け、電流容量の拡大とOCPでの規格化を目指す取り組みです。

    主なトピック

    1. 背景
      • 業界全体でラックレベルの電力要求が急速に増加中。
      • Metaの既存規格「ORv3 HPR」では、空冷で最大140kWをサポート。将来的にはラックごとに最大1.2MW（2029年予測）を目指す。
    2. 液冷バスバーの利点
      • 同じサイズで空冷バスバーの5倍の電流を供給可能。
      • 既存のラックインフラに簡単に統合可能。
      • 温度上昇を抑え、効率的な電力伝送を実現。
    3. 設計の考慮点
      • 温度管理：コネクタ間で30°C以下の温度上昇を目指す。
      • 電圧降下：0.1V以下に制限。
      • 安全性：液体が銅と接触しない構造、漏れ防止テストの実施。
      • モジュール性：ホースのクイックコネクト設計で保守性を向上。
    4. テストとシミュレーション結果
      • 最大750kWの液冷バスバーを開発・テスト。
      • 8000Aの電流負荷で、温度上昇と電圧降下が基準内。
      • 実使用に近い条件での試験でも良好な結果を確認。
    5. 次世代への展望
      • 電流容量のさらなる増加を目指し、設計を改良中。
      • TE ConnectivityのBB2000コネクタとの併用で効率的な電力伝送を実現。

    液冷バスバーの比較表

    項目空冷バスバー (36kW)空冷バスバー (140kW)液冷バスバー (200kW)液冷バスバー (750kW)
    電力容量36kW140kW200kW750kW
    重量同等同等同等同等
    温度上昇高い中程度低いやや高い
    電圧降下大きい中程度小さい小さい

    今後の展開

    • Metaと協力し、OCP（Open Compute Project）での規格化を進める。
    • 接続部分の改良やモジュール設計の最適化を継続。
    • 新しい液冷バスバーの開発により、さらなる電力容量の拡張を目指す。

    企業の事業もあわせて読む

    共同開発に関わるMetaの事業については、cyclewaveの企業解説で紹介しています。

    cyclewaveでMetaの企業解説を読む