A léghűtéstől a folyadékhűtésig a mesterséges intelligencia ösztönzi az ipari innovációt
Az elektronikus eszközök hőtermelésének alapvető oka a munkaenergiát hőenergiává alakító folyamat. A hőelvezetést a nagy teljesítményű számítástechnikai eszközök hőkezelési problémáinak megoldására tervezték, optimalizálva az eszközök teljesítményét és meghosszabbítva az élettartamot azáltal, hogy közvetlenül távolítja el a hőt a chipek vagy processzorok felületéről. A chip energiafogyasztásának növekedésével a hőleadási technológia az egydimenziós hőcsövek lineáris hőmérséklet-kiegyenlítésétől a kétdimenziós VC sík hőmérséklet-kiegyenlítéséig, a háromdimenziós VC technológiai út integrált hőmérséklet-kiegyenlítéséig fejlődött, és végül folyadékhűtési technológiára.
A 3D VC jobb hűtési előnyökkel rendelkezik, mint például a "hatékony hűtés, egyenletes hőmérséklet-eloszlás és csökkentett hotspotok", amelyek megfelelnek a nagy teljesítményű eszközök hőelvezetése és a hőmérséklet-kiegyenlítés szűk keresztmetszeti követelményeinek a nagy hőáram-sűrűségű területeken. Erősebb túlhajtási teljesítményt és rendszerstabilitást is biztosíthat a túlhajtás után. A hővezető cső/kiegyenlítő lemez közötti hővezető képesség arra szolgál, hogy hőt adjon át több összeszerelt hőcsőnek/kiegyenlítő lemeznek, amelyek érintkezési hőellenállással és magának a réznek a hőellenállásával rendelkeznek; A 3D VC pedig a háromdimenziós szerkezeti kapcsolaton keresztül belső folyadékfázis-átalakuláson és hődiffúzión megy keresztül, közvetlenül és hatékonyan továbbítva a forgácshőt a fogak disztális végére a hőelvezetés érdekében.
A hűtési technológia két típusból áll: léghűtés és folyadékhűtés. A léghűtéses technológiában a hőcsövek és a VC hőleadó képessége viszonylag alacsony. A 3D VC hőelvezetés felső határa 1000 W-ra bővíthető, és mindkettőhöz ventilátor szükséges a hőelvezetéshez. A technológia egyszerű, olcsó és a legtöbb eszközhöz alkalmas. A folyadékhűtési technológia magasabb hűtési hatásfokkal rendelkezik, beleértve a két típust: hideglemezes és merülő típusú. Közülük a hideglemez egy közvetett hűtési módszer, mérsékelt kezdeti beruházással, alacsonyabb üzemeltetési és karbantartási költségekkel, és viszonylag kiforrott. Az Nvidia GB200 NVL72 hideglemezes folyadékhűtési megoldást alkalmaz; A merülő hűtés magas műszaki követelményeket támasztó, magas üzemeltetési és karbantartási költségekkel járó közvetlen hűtési mód.
A nagy mesterséges intelligencia modellek képzése és népszerűsítése nagyobb számítási teljesítményt igényel a chipektől, és javítja az egyes chipek energiafogyasztását. A chip hőmérséklete befolyásolja a teljesítményét. Ha a chip működési hőmérséklete közel van 70-80 fokhoz, minden 2 fokos hőmérséklet-emelkedés esetén a chip teljesítménye körülbelül 10%-kal csökken. Ezért egyetlen chip energiafogyasztásának növekedése tovább növeli a hőleadás iránti igényt. Ráadásul az Nvidia B200 fogyasztása meghaladja az 1000 W-ot, és közel van a léghűtéses hűtés felső határához; Az olyan irányelvek, mint a „kettős széndioxid” és a „kelet-nyugati számítás”, szigorúan megkövetelik a PUE-t az adatközpontok esetében, és a folyadékhűtés átlagos PUE-értéke alacsonyabb, mint a léghűtésnél; TCO-t tekintve a léghűtéshez képest a hideglemezes folyadékhűtés kezdeti beruházási költsége megközelíti a léghűtését, az ezt követő üzemeltetési költség pedig alacsonyabb.
Egyfázisú merülő folyadékhűtéses szekrény: A tartályba épített folyadékhűtéses szerver, a CDU és a tartály csővezetékekkel van összekötve. Az alsó csővezeték alacsony hőmérsékletű hűtőközeget szállít a tartályba, a folyadékhűtéses közeg pedig elnyeli a hőt a folyadékhűtéses szerverről. A hőmérséklet emelkedése után visszafolyik a CDU-ba, és a hőt a CDU elviszi. Ezzel a szerkezettel elérhető a szerver teljes folyadékhűtése, a ventilátor nélküli kialakítás pedig nagyobb teljesítménysűrűséget és alacsonyabb PUE-t eredményez a léghűtéshez képest. De a technikai nehézségek magasak, és a behatolási arány viszonylag alacsony.
Kétfázisú merítés: Magas műszaki követelmények mellett jelentősen növelheti a rendszer teljesítménysűrűségét. A szerverben lévő fő chip nagy teljesítménye miatt a chip felületét fokozott forraláson kell átesni, hogy a felületén megnőjön az elgázosító mag, fokozódjon a fázisváltoztatási hőátadás hatékonysága, és 100 W feletti maximális hőelvezetési sűrűség érhető el. c ㎡.
A mesterséges intelligencia számítási teljesítményének és a politikai PUE-nak köszönhetően a hűtési technológiát folyamatosan frissíteni kell az elektronikus eszközök üzemi hőmérsékletének szabályozásához. A forgácsszintű hőelvezetés a hőcső/VC helyett a hatékonyabb 3DVC és hideglemezes hűtési megoldások felé tolódik el, ami folyamatos innovációt eredményez a forgácshűtési technológiában.
