論文の概要: Transforming Future Data Center Operations and Management via Physical AI
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.04982v2
- Date: Tue, 15 Apr 2025 15:06:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-16 22:07:07.830478
- Title: Transforming Future Data Center Operations and Management via Physical AI
- Title(参考訳): 物理AIによるデータセンタの運用と管理の変革
- Authors: Zhiwei Cao, Minghao Li, Feng Lin, Jimin Jia, Yonggang Wen, Jianxiong Yin, Simon See,
- Abstract要約: ミッションクリティカルなインフラとしてのデータセンターは、人工知能(AI)とデジタル経済の成長を支えている。
Internet DCからAI DCへの進化は、ビジネスレジリエンスの向上とオーナシップの総コスト削減のために、データセンタの運用と管理に関する新たな課題を導入している。
我々は,DCの運用と管理を進めるための新しい物理AI(PhyAI)フレームワークを提案し,開発する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 24.063748316223343
- License:
- Abstract: Data centers (DCs) as mission-critical infrastructures are pivotal in powering the growth of artificial intelligence (AI) and the digital economy. The evolution from Internet DC to AI DC has introduced new challenges in operating and managing data centers for improved business resilience and reduced total cost of ownership. As a result, new paradigms, beyond the traditional approaches based on best practices, must be in order for future data centers. In this research, we propose and develop a novel Physical AI (PhyAI) framework for advancing DC operations and management. Our system leverages the emerging capabilities of state-of-the-art industrial products and our in-house research and development. Specifically, it presents three core modules, namely: 1) an industry-grade in-house simulation engine to simulate DC operations in a highly accurate manner, 2) an AI engine built upon NVIDIA PhysicsNemo for the training and evaluation of physics-informed machine learning (PIML) models, and 3) a digital twin platform built upon NVIDIA Omniverse for our proposed 5-tier digital twin framework. This system presents a scalable and adaptable solution to digitalize, optimize, and automate future data center operations and management, by enabling real-time digital twins for future data centers. To illustrate its effectiveness, we present a compelling case study on building a surrogate model for predicting the thermal and airflow profiles of a large-scale DC in a real-time manner. Our results demonstrate its superior performance over traditional time-consuming Computational Fluid Dynamics/Heat Transfer (CFD/HT) simulation, with a median absolute temperature prediction error of 0.18 {\deg}C. This emerging approach would open doors to several potential research directions for advancing Physical AI in future DC operations.
- Abstract(参考訳): ミッションクリティカルなインフラとしてのデータセンター(DC)は、人工知能(AI)とデジタル経済の成長に重要な役割を担っている。
Internet DCからAI DCへの進化は、ビジネスレジリエンスの向上とオーナシップの総コスト削減のために、データセンタの運用と管理に関する新たな課題を導入している。
結果として、ベストプラクティスに基づいた従来のアプローチ以外の新しいパラダイムは、将来のデータセンターに向けられなければならない。
本研究では,DCの運用と管理を進めるための新しい物理AI(PhyAI)フレームワークを提案し,開発する。
我々のシステムは、最先端の工業製品と社内研究開発の新たな能力を活用している。
具体的には、3つのコアモジュール、すなわち:
1)直流運転を高精度にシミュレートする業界レベルの社内シミュレーションエンジン
2) 物理インフォームド機械学習(PIML)モデルのトレーニングと評価のためのNVIDIA PhysicsNemo上に構築されたAIエンジン、及び
3) NVIDIA Omniverse上に構築されたデジタルツインプラットフォームは,提案した5層デジタルツインフレームワークである。
このシステムは、将来のデータセンターのためにリアルタイムデジタルツインを可能にすることにより、将来のデータセンターの運用と管理をデジタル化し、最適化し、自動化するためのスケーラブルで適応可能なソリューションを提供する。
本研究は,大規模直流の熱・気流分布をリアルタイムに予測するサロゲートモデルの構築について,その実例を示すものである。
その結果,従来の計算流体力学/熱伝達(CFD/HT)シミュレーションよりも,0.18 {\deg}Cの絶対温度予測誤差で優れた性能を示した。
この新たなアプローチは、将来のDCオペレーションで物理AIを前進させるいくつかの研究方向への扉を開くだろう。
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