Direct-to-Chip: โอกาสครั้งใหม่ของไทย (ตอนที่ 1) เมื่อ AI Data Center เปลี่ยนจากอากาศสู่ Liquid Cooling

 

กระแสการลงทุน Data Center และ AI Infrastructure ในประเทศไทยกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว จนคำถามสำคัญของประเทศไม่ได้มีเพียงว่า “เราจะมี Data Center กี่แห่ง” แต่กำลังเปลี่ยนไปสู่คำถามที่สำคัญกว่า คือ Data Center เหล่านี้จะใช้ไฟฟ้าและน้ำมากเพียงใด และประเทศไทยจะได้เทคโนโลยีและมูลค่าเพิ่มอะไรกลับมาจากการลงทุน

ท่ามกลางการถกเถียงเรื่องพลังงาน น้ำ พลังงานสะอาด และ Local Content มีการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีอีกเรื่องหนึ่งที่ประเทศไทยไม่ควรมองข้าม เพราะอาจเปลี่ยนโครงสร้างของ Data Center ในช่วงไม่กี่ปีข้างหน้าอย่างมีนัยสำคัญ

นั่นคือการเปลี่ยนจาก Air Cooling ไปสู่ Direct-to-Chip Liquid Cooling

และเทคโนโลยีนี้อาจเป็นทั้งคำตอบของปัญหาการใช้พลังงานและน้ำของ AI Data Center และในเวลาเดียวกันยังสามารถกลายเป็น อุตสาหกรรม Local Content ใหม่ที่ประเทศไทยมีศักยภาพพัฒนาและผลิตได้เอง

 

AI กำลังทำให้ระบบระบายความร้อนแบบเดิมเดินมาถึงขีดจำกัด

Data Center แบบดั้งเดิมใช้พัดลมส่งอากาศเย็นผ่าน Server เพื่อพาความร้อนออกจาก CPU และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ก่อนส่งความร้อนไปยังระบบปรับอากาศ เช่น CRAC/CRAH, Chiller และ Cooling Tower

ระบบนี้สามารถทำงานได้ดีในยุคที่ Rack หนึ่งใช้กำลังไฟเพียงประมาณ 5–20 kW

แต่การมาถึงของ Generative AI เปลี่ยนโจทย์ทั้งหมด

NVIDIA ระบุว่า AI Infrastructure รุ่นใหม่กำลังก้าวเข้าสู่ Rack Density ระดับประมาณ 150 kW ต่อ Rack และสถาปัตยกรรมในอนาคตกำลังมุ่งไปสู่ระดับหลายร้อยกิโลวัตต์จนถึงมากกว่า 1 MW ต่อ Rack ซึ่งสูงกว่า Enterprise Data Center แบบเดิมหลายเท่าตัว (NVIDIA)

เมื่อความร้อนถูกสร้างขึ้นภายในพื้นที่เล็ก ๆ ในระดับนี้ การพยายามใช้ “อากาศ” เป็นตัวกลางหลักในการนำความร้อนออกเริ่มไม่มีประสิทธิภาพ

จึงเกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญจาก Room → Air → Server ไปสู่ Chip → Liquid → Heat Exchanger หรือที่เรียกว่า Direct-to-Chip Liquid Cooling

Direct-to-Chip คืออะไร?

หลักการไม่ได้ซับซ้อน แทนที่จะเป่าอากาศเย็นไปยัง Server แล้วหวังให้อากาศนำความร้อนออกมา ระบบ Direct-to-Chip จะติดตั้ง Cold Plate ลงบนแหล่งกำเนิดความร้อนโดยตรง โดยเฉพาะ CPU และ GPU

ของเหลวจะไหลผ่าน Cold Plate รับความร้อนจากชิปโดยตรง ก่อนส่งไปยัง Coolant Distribution Unit - CDU แล้วถ่ายเทความร้อนต่อไปยังระบบ Facility Cooling

กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกาอธิบายหลักการ Direct Liquid Cooling ว่าเป็นการนำความร้อนจาก IT Equipment เข้าสู่วงจรของเหลวโดยตรง แทนที่จะต้องถ่ายความร้อนจากอุปกรณ์สู่อากาศในห้องก่อน แล้วจึงถ่ายจากอากาศไปยังระบบน้ำเย็นอีกทอดหนึ่ง (The Department of Energy’s Energy.gov)

กล่าวง่าย ๆ คือ ระบบเดิมพยายามทำให้ “ห้อง” เย็น แต่ Direct-to-Chip พยายามทำให้ “ชิป” เย็น นี่คือความแตกต่างที่สำคัญมาก

Liquid Cooling กำลังกลายเป็น Infrastructure ของ AI

แนวโน้มนี้ไม่ได้เป็นเพียงแนวคิดในห้องทดลองอีกต่อไป

แพลตฟอร์ม AI รุ่นใหม่ของ NVIDIA กำลังออกแบบโดยมี Liquid Cooling เป็นองค์ประกอบสำคัญ ตัวอย่างเช่นสถาปัตยกรรม Vera Rubin ใช้ระบบ Liquid Cooling อุณหภูมิสูงประมาณ 45°C และผลิตภัณฑ์ Rack รุ่นใหม่ของ NVIDIA ถูกออกแบบให้เป็น Liquid-Cooled Infrastructure ตั้งแต่ต้น (NVIDIA Newsroom)

Schneider Electric ระบุเช่นกันว่า เมื่อ Rack Density สูงถึงประมาณ 80 - 100 kW การระบายความร้อนด้วยอากาศเริ่มไม่เพียงพอสำหรับ AI และ GPU Cluster ความหนาแน่นสูง ทำให้ Direct-to-Chip, Rear-Door Heat Exchanger และ Liquid Cooling กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของ AI-ready Data Center (Schneider Electric)

ดังนั้น หากพิจารณาเฉพาะ AI Data Center และ High-Performance Computing รุ่นใหม่ ผมเห็นว่าการเปลี่ยนผ่านไปสู่ Direct Liquid Cooling จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก และในระยะต่อไปอาจกลายเป็นเทคโนโลยีหลักของ AI Infrastructure ส่วนใหญ่

ทิศทางทางวิศวกรรมชัดเจนแล้วว่า AI Rack รุ่นใหม่กำลังผลักให้ Liquid Cooling เปลี่ยนสถานะจาก Optional Technology ไปสู่ Core Infrastructure

นี่เป็นความแตกต่างที่ผู้กำหนดนโยบายไทยควรเข้าใจ

ผลโดยตรงต่อ PUE

ข้อได้เปรียบประการแรกคือการลดพลังงานที่ใช้สำหรับระบบ Cooling

ตัวชี้วัดที่อุตสาหกรรมใช้คือ Power Usage Effectiveness - PUE

คำนวณจาก PUE = พลังงานทั้งหมดของ Data Center ÷ พลังงานที่ใช้กับ IT Equipment

ยิ่ง PUE เข้าใกล้ 1.0 ยิ่งดี

ตัวอย่างเช่น PUE = 1.50 หมายความว่า หาก Server ใช้ไฟ 100 MW ระบบ Data Center ทั้งหมดจะใช้ประมาณ 150 MW โดยอีก 50 MW ถูกใช้กับ Cooling, Power Conversion และระบบประกอบอื่น ๆ

หนึ่งในภาระที่สำคัญที่สุดคือ Cooling

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ระบุว่าระบบ Cooling สามารถมีสัดส่วนได้ถึงประมาณ 40% ของการใช้พลังงาน Data Center ในบางระบบ (ARPA-E)

Direct-to-Chip สามารถลดขั้นตอนการถ่ายเทความร้อน ลดการใช้พัดลม และลดภาระ Mechanical Cooling ได้มาก

Schneider Electric ประเมินว่า Direct-to-Chip Liquid Cooling สามารถลดการใช้พลังงานที่เกี่ยวข้องกับระบบ Cooling ได้ประมาณ 30 - 60% ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมและสภาพการใช้งาน ส่งผลโดยตรงต่อการลด PUE (Schneider Electric)

ลดการใช้น้ำ Water Usage Effectiveness: WUE ได้ประมาณ 30 - 60% เมื่อเทียบกับระบบระบายความร้อนแบบ Air Cooling ที่ใช้ Cooling Tower และในบางการออกแบบที่ใช้ Warm Water Cooling ร่วมกับ Dry Cooler อาจลดการใช้น้ำของระบบ Facility Cooling ได้ จนใกล้ศูนย์

ดังนั้นการแก้ปัญหาไฟฟ้าของ Data Center ไม่ควรมองเฉพาะคำถามว่า “จะหาไฟเพิ่มจากไหน?” แต่ควรถามพร้อมกันว่า “จะออกแบบ Data Center อย่างไรให้ต้องการไฟน้อยลง?” เพราะไฟฟ้า 1 MW ที่ประหยัดได้จากการเพิ่มประสิทธิภาพ มีคุณค่าไม่ต่างจากการสร้าง Supply เพิ่มขึ้นอีก 1 MW ในหลายสถานการณ์

Direct-to-Chip สามารถเปลี่ยนโจทย์เรื่อง “น้ำ” ได้ด้วย

เรื่องที่สอง ซึ่งสำคัญมากสำหรับประเทศไทย คือ Water Usage Effectiveness หรือ WUE
Data Center แบบดั้งเดิมจำนวนมากใช้ Cooling Tower ซึ่งอาศัยการระเหยของน้ำเพื่อระบายความร้อนออกสู่บรรยากาศ

ปัญหาคือ น้ำส่วนหนึ่งจะสูญเสียออกจากระบบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ Direct-to-Chip สามารถรับความร้อนจาก CPU และ GPU ด้วยของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงกว่า chilled water แบบเดิมมาก ทำให้เกิดความเป็นไปได้ในการใช้ Warm Water Cooling + Dry Cooler
แทน Cooling Tower

NVIDIA เปิดเผยในปี 2026 ว่าสถาปัตยกรรม Liquid Cooling ที่ใช้น้ำหล่อเย็นระดับประมาณ 45°C สามารถใช้ Dry Cooler ได้ในสภาวะที่เหมาะสม และมีศักยภาพลดการใช้น้ำของ Facility Cooling จากระบบ Cooling Tower แบบเดิมลงจน ใกล้ศูนย์ ได้ในบางการออกแบบ (NVIDIA Blog)

นี่เป็นประเด็นที่สำคัญมาก เพราะต้องแยกให้ออกระหว่าง “Liquid Cooling” กับ “ระบบที่ใช้น้ำจำนวนมาก” สองสิ่งนี้ไม่ใช่เรื่องเดียวกัน

Direct-to-Chip ใช้ของเหลวหมุนเวียนอยู่ใน Closed Loop หากออกแบบ Heat Rejection ด้วย Dry Cooler อย่างเหมาะสม น้ำในวงจรไม่ได้ถูกระเหยทิ้งเหมือน Cooling Tower

ดังนั้น paradox ที่น่าสนใจคือ Data Center ที่ใช้ Liquid Cooling อาจใช้น้ำน้อยกว่า Data Center ที่ใช้ Air Cooling อย่างมาก เพราะสิ่งที่กินน้ำจริง ๆ ไม่จำเป็นต้องเป็นของเหลวที่วิ่งผ่าน Chip แต่คือวิธีที่ Data Center นำความร้อนออกจาก Facility

PUE และ WUE จึงต้องพิจารณาพร้อมกัน

นี่เป็นเรื่องสำคัญสำหรับการกำหนดมาตรฐาน Data Center ของประเทศไทย
ที่ผ่านมาเรามักมอง PUE เป็นหลัก

แต่ในอนาคต Data Center ควรถูกประเมินอย่างน้อยสองมิติพร้อมกัน PUE - ใช้ไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ และ WUE - ใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่

Data Center บางแห่งอาจลด PUE ได้ด้วยระบบ Evaporative Cooling แต่ต้องแลกกับการใช้น้ำจำนวนมาก ในขณะที่ Direct-to-Chip + Warm Water + Dry Cooling สามารถเปิดโอกาสให้ลดได้ทั้งสองด้าน

นั่นคือ PUE ↓ WUE ↓ พร้อมกัน

นี่คือเหตุผลที่ผมเห็นว่า Liquid Cooling ควรถูกมองเป็น Strategic Technology สำหรับประเทศไทย ไม่ใช่เพียงอุปกรณ์ Mechanical อีกชุดหนึ่ง

เมื่อ Liquid Cooling ไม่ใช่แค่อุปกรณ์กลไก แต่เป็นเทคโนโลยียุทธศาสตร์ คำถามต่อไปคือประเทศไทยจะได้ประโยชน์จากมันอย่างไร ตอนที่ 2 ซึ่งเป็นตอนจบ จะว่าด้วยเรื่อง Local Content ที่ควรเดิมพัน แนวคิด Strategic Local Technology บทบาทของ กสทช. และ BOI ไปจนถึงหน้าต่างแห่งโอกาส 3 - 5 ปีที่ไทยต้องตัดสินใจ