AI 工廠伺服器機架與冷卻基礎架構的數位孿生技術。

AI 工廠數位孿生

透過連結的實體與邏輯數位孿生,設計、驗證並最佳化 AI 工廠。

工作負載

模擬 / 模型 / 設計

產業別

建築 / 工程 / 營建
能源

業務目標

能源效率
投資報酬率

概覽

為什麼 AI 工廠需要數位孿生?

AI 工廠正逐漸發展為十億瓦級系統,其複雜程度與影響之大,已無法在缺乏事先測試與驗證計畫的情況下直接建置。 AI 工廠數位孿生是 AI 工廠的高擬真虛擬模型,涵蓋運算、網路、儲存、電力及冷卻系統。 在設計、驗證、部署及營運的各個階段,數位孿生都能同時模擬散熱行為、電力負載等實體條件,以及邏輯運算與網路配置。

雖然資料中心旨在處理各領域的通用運算任務,但 AI 工廠則專門針對人工智慧工作負載最佳化,並強調 AI 推論效能與能源效率。

數位孿生可協助團隊驗證設計與拓撲架構、及早發現問題、加速部署,並從營運首日起提升作業效率。

數位孿生如何為 AI 工廠提供助力

瞭解 NVIDIA DSX™ 如何串聯設計、模擬與營運,藉此提升 AI 工廠效率。

業界領袖暢談 AI 工廠數位孿生

聆聽 Jacobs、PTC 與 Phaidra 如何借助數位孿生構築 AI 基礎架構的未來。

快速連結

最佳化各個階段

在建置前後設計、驗證並最佳化 AI 工廠

AI 工廠數位孿生涵蓋從初期規劃、設計到實際營運的完整生命週期。 這讓團隊能持續維護及更新同一套模型,並在每個階段重新運用。

模擬與驗證作業貫穿以下五個階段:

規劃:評估場址可行性與商業效益,包括評估場址規模與需求;比較容量、風險、電力供應情況及總持有成本 (TCO);並評估噪音、熱流及懸浮微粒等場址環境條件。

設計:驗證配置與拓撲架構,根據場址限制,比較設備配置及電力、冷卻與網路組態。 及早發現相互衝突的需求,並評估設計取捨,以提高每瓦電力產生的 Token 數量。

模擬營運:在部署前預先演練,模擬 IT 與設施系統的啟用調試、組態設定及協調作業。 在硬體到貨前驗證資源佈建與自動化工作流程,以縮短首次產生 Token 所需的時間、減少組態錯誤,並提高對電力使用效率的掌握度。

採購與建置:協調設備與施工計畫,運用數位孿生提高物料清單的準確性、預測成本與設備交期,並最佳化施工排程及分階段建置計畫。

營運:監控、最佳化並提升可靠性,將即時營運資料連結至數位孿生,讓團隊與整合的合作夥伴 AI 代理能夠監控資源使用率、預測潛在問題,並最佳化營運作業。 測試效能、故障及復原情境,並在不影響正式環境運作的情況下,驗證新硬體與組態變更。

在這些階段中,相互連結的實體與邏輯模型可協助設施與 IT 團隊協調決策,並評估既有設施改造、技術更新及營運調整。


技術執行

開發 AI 工廠數位孿生

NVIDIA DSX Sim™ 是 NVIDIA DSX AI 工廠平台內的高擬真模擬層,可說是 AI 工廠設計、部署與營運的實作守則。 物理孿生可對設施配置、電力、冷卻與設備加以建模。 邏輯孿生可模擬運算、網路、儲存、協調與安全機制。

DSX Sim 整合三大要件:

這些模型共同協助設施與 IT 團隊,在 AI 工廠的完整生命週期中,運用相互連結的模型協同作業。

Omniverse DSX Blueprint 架構

設計實體設施

NVIDIA Omniverse DSX Blueprint 提供開放式架構,可用於設計符合物理定律的 AI 工廠數位孿生。 團隊運用 NVIDIA Omniverse 函式庫,並以 OpenUSD 作為共用資料層,建立設施配置、電力拓撲、冷卻系統及設備擺放位置的模型。 NVIDIA DSX SimReady 規格支援經過驗證的 AI 工廠設備 OpenUSD 資產,例如機櫃與冷卻液分配單元 (CDU),並包含模擬所需的幾何資訊、中繼資料及連接點。  AI Factory Digital Twin Pipeline Samples 可引導團隊將合作夥伴的 CAD 與工程資料轉換為經過驗證的 OpenUSD 資產,並加入模擬所需的中繼資料。

模擬邏輯基礎架構

NVIDIA DSX Air 在 DSX Sim 中提供邏輯基礎架構模擬功能。 它能為 AI 工廠的運算、網路、儲存、協調管理及安全性軟體堆疊建立一對一的虛擬複本,其中包括 NVIDIA Spectrum-X™ 乙太網路交換器、NVIDIA ConnectX™ SuperNIC、NVIDIA BlueField™ DPU,以及 NVIDIA Minerva™、Run:ai 和 Base Command Manager™ 軟體工具組。 DSX Air 在雲端執行,讓團隊在拆封任何一台伺服器之前,就能設計、設定及預先驗證資源佈建指令碼、自動化工作流程與安全性原則,以及獨立軟體供應商 (ISV) 生態系統中的協調管理、儲存與安全性解決方案。

連接模型、模擬與營運系統

團隊透過共用工作流程串聯實體與邏輯數位孿生資料,確保設施工程師與網路工程師能根據一致的資訊協同作業。 合作夥伴 ISV 整合各自的平台,以支援散熱與流體模擬、配電建模、系統工程與設計工具、產品生命週期管理,以及建築、工程與營造 (AEC) 工作流程等作業。 NVIDIA DSX Exchange™ 提供共用通訊層,讓運算、網路、能源、電力及冷卻系統的訊號,能在資訊技術 (IT)、營運技術 (OT) 與營運系統之間進行可擴充且安全的整合。

在建置與部署前妥善測試、驗證與演練

建立數位孿生後,團隊便能在投入資金或部署硬體之前,模擬最重要的各種情境。 團隊可以比較設備配置、電力拓撲與冷卻組態;測試容量限制、故障模式及備援機制;模擬網路拓撲並驗證自動化指令碼;還能預先演練部署程序,讓系統初始啟用作業更快速且更容易預測。

連結營運資料,並在設施正式啟用後持續最佳化

部署後,團隊可讓數位孿生保持運作狀態。 NVIDIA DSX Exchange 可從實體工廠實現即時遙測,藉此更新數位模型。 整合的合作夥伴營運代理程式可運用相互連結的數位孿生,監控運作狀況、預測潛在問題,並持續最佳化每瓦電力產生的 Token 數量及能源效率。 最終打造出可持續運作、自我改善的模型,並隨時不斷提升其價值。

硬體需求

NVIDIA DSX Air 在雲端執行,無需本機 GPU 即可進行模擬。 NVIDIA Omniverse DSX Blueprint 可在本機或容器中執行,包括具備瀏覽器串流的雲端部署。 執行藍圖應用程式的主機必須符合文件中列明的 GPU 與系統需求。 散熱與流體模擬的硬體需求取決於所選軟體及工作負載。 請參閱 Omniverse DSX 先決條件 與模擬軟體說明文件,瞭解配置詳細資訊。

審查人員無須配備本機高階工作站,即可透過 Omniverse 應用程式串流檢視數位孿生與模擬結果。


合作夥伴生態系

需要協助您打造 AI 工廠數位孿生解決方案的人才嗎? 我們的生態系統匯集合作夥伴,提供 AI 工廠設計、模擬、施工與營運的軟體、設備與服務。 聯絡 NVIDIA,找出最適合您需求的合作夥伴。


常見問題

AI 工廠數位孿生是 AI 工廠的高擬真虛擬模型,涵蓋運算、網路、儲存、電力及冷卻系統,可應用於設計、驗證、部署及營運的各個階段。 為實現端到端驗證,數位孿生透過共用資料工作流程,結合設施幾何結構、散熱行為與電力負載等實體模型,以及運算拓撲、網路組態與軟體堆疊等邏輯模型。 不同於靜態 3D 模型,AI 工廠數位孿生可在部署後連結即時營運資料,反映實際運作狀況,協助團隊提升效能。

NVIDIA DSX Sim 是 NVIDIA DSX AI 工廠平台內的高擬真模擬層,可說是 AI 工廠設計、部署與營運的實作守則。 此技術整合三大核心要素:NVIDIA Omniverse DSX Blueprint,提供用於建立實體設施數位孿生的開放式框架;NVIDIA DSX Air,提供涵蓋運算、網路、儲存、協調管理及安全性的邏輯基礎架構模擬功能; 以及 NVIDIA DSX SimReady 規格與工作流程,支援經過驗證的 AI 工廠設備 OpenUSD 資產。 例如,CoreWeave 運用 NVIDIA DSX Air,在硬體到貨前模擬並驗證 AI 工廠環境。

不是。實體模擬可模擬散熱、電氣及機械行為。 邏輯模擬則使用基礎架構的虛擬複本,驗證網路拓撲、交換器組態、資源佈建指令碼及自動化工作流程。 合作夥伴的模擬工具,例如用於散熱分析的 Cadence 及用於配電分析的 ETAP,可提供以物理原理為基礎的模擬結果,並將其連結至實體數位孿生。 NVIDIA DSX Air 提供邏輯基礎架構模擬。 3D 視覺化是團隊用於與模型及模擬結果互動的介面。

團隊可以測試設施配置、機櫃組態、電力拓撲、冷卻系統設計、網路架構、容量限制、故障情境 (包括機櫃層級故障與電力事件)、備援原則及營運工作流程。 團隊也能根據可用電力與場址供電限制評估設計,並在硬體到貨前,透過邏輯數位孿生預先驗證資源佈建指令碼與自動化作業手冊,讓系統初始啟用作業更快速且更容易預測。 正式上線後,團隊仍可持續在數位孿生中測試營運變更,再將其套用至正式環境。

NVIDIA DSX AI 工廠平台提供開源元件,例如 NVIDIA DSX OS™,以及由各自授權條款約束的軟體函式庫與服務。 授權細節因元件而異。

AI 工廠涵蓋運算、網路、電力、冷卻與營運,且通常皆由獨立的團隊與工具各自管理。 NVIDIA DSX Sim 整合實體設施模擬、邏輯基礎架構模擬與 SimReady 規格與工作流程,協助設施與 IT 團隊善用互連模型。 生態系統合作夥伴 (包括 Cadence、Schneider Electric、Siemens、Dassault Systèmes、Jacobs 與 PTC) 貢獻模擬工具、工程資料與 SimReady 資產,以便團隊相關資產整合至工作流程。 透過 NVIDIA DSX Exchange™ 連接營運資料後,團隊便能比較實際狀況與模擬行為,並評估營運的變化。

數位孿生可持續連結營運資料,讓團隊與整合的合作夥伴代理程式能夠監控運作狀況、預測潛在問題,並最佳化每瓦電力產生的 Token 數量及能源效率。 隨著設備、組態及運作條件改變,團隊可以持續更新並完善模型。

開始使用

著手打造 AI 工廠數位孿生

立即開始模擬您的 AI 工廠,在投入資金、硬體到貨及安裝第一座機櫃之前,預先做好準備。 您可以從藍圖、NVIDIA DSX Air,或同時運用兩者開始著手。

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