A mesterséges intelligencia iránti növekvő kereslet a folyadékhűtési megoldást népszerűbbé teszi
Jelenleg a hőmodul főként aktív és passzív hibrid hőelvezetési technológiából áll, amely hőcsöveket tartalmaz. A hőcsöves hűtőmodult olyan alkatrészekkel tervezték és kombinálták, mint például a légdiffúzorok, hűtőbordák és hőcsövek, amelyek egyenletes hőmérsékletű hőelvezetési működési környezetet biztosítanak a belső elektronikus alkatrészek számára, stabilabbá téve az elektronikus berendezések működését. A multifunkcionális és könnyű terminálelektronikai termékek trendjével a hőmodul gyár a főként gőzkamra és hőcső alapú hőtechnikai megoldások felé fordult.
A hűtőborda modul két típusra oszlik: "léghűtéses hűtőborda" és "folyadékhűtéses hűtőborda". Közülük a léghűtéses megoldás a levegő felhasználása közegként, köztes anyagokon, például hőfelületi anyagokon, gőzkamrán (VC) vagy hőcsöveken keresztül, és a hűtőborda vagy ventilátor és a levegő közötti konvekció révén disszipálódik. "A folyadékhűtés főként a folyadékkal való konvekcióval történik, ezáltal lehűtve a chipet, azonban a hőtermelés és a forgács térfogatának növekedésével a chip termikus tervezési energiafogyasztása (TDP) nő, és a léghűtés alkalmazása a hőleadás fokozatosan elégtelenné válik.
A dolgok internetének, az élvonalbeli számítástechnikának és az 5G-alkalmazásoknak a fejlődésével az adatalapú mesterséges intelligencia a globális számítási teljesítményt a gyors növekedés időszakába terelte. A TrendForce kutatócég szerint a GPGPU-kkal (General Purpose GPU) felszerelt AI-szerverek szállítási volumene 2022-ben körülbelül 1%-ot tett ki. 2023-ban azonban a ChatGPT-alkalmazások hatására az AI-szerverek szállítási volumene várhatóan növekedni fog. 38,4%-kal, és a mesterséges intelligencia-kiszolgálók szállításának összesített éves növekedési üteme 2022 és 2026 között eléri a 29%-ot.
A következő generációs hűtőborda-modulok tervezésének két fő iránya van. Az egyik a meglévő hőelvezető modulok korszerűsítése 3D gőzkamrával (3DVC), a másik pedig egy folyadékhűtő rendszer bevezetése, amely folyadékot használ konvektív közegként a hőhatékonyság javítása érdekében. Ezért 2023-ban jelentősen megnő a folyadékhűtési tesztesetek száma, de a 3DVC csak átmeneti megoldás. A becslések szerint 2024-től 2025-ig a párhuzamos gáz- és folyadékhűtés korszakába lépünk.
A ChatGPT térnyerésével a generatív mesterséges intelligencia felgyorsította a szerverszállítást, valamint a hűtőborda modulok specifikációinak frissítésére vonatkozó követelményeket, amelyek a folyadékhűtési megoldások felé terelték őket, hogy megfeleljenek a szerverekkel szemben támasztott szigorú hőelvezetési és stabilitási követelményeknek. Jelenleg az ipar a folyadékhűtésben többnyire egyfázisú merülőhűtési technológiát alkalmaz a nagy sűrűségű fűtőszerverek vagy alkatrészek hőelvezetési problémáinak megoldására, de még mindig van 600 W-os felső határ, mert a ChatGPT vagy magasabb rendű szerverekhez 700 W-ot meghaladó hőleadási kapacitással megbirkózni.
Abból kiindulva, hogy a hűtési rendszer az adatközpont teljes energiafelhasználásának mintegy 33%-át teszi ki, a teljes villamosenergia-fogyasztás csökkentése és az energiafelhasználás hatékonyságának csökkentése magában foglalja a hűtési rendszer, az információs berendezések fejlesztését és a megújuló energia felhasználását. A víz hőkapacitása négyszerese a levegőnek. Ezért a folyadékhűtéses hűtőrendszer bevezetésekor csak 1U hely szükséges a folyadékhűtő lemeznek. Az NVIDIA tesztelése szerint az azonos számítási teljesítmény eléréséhez a folyadékhűtéshez szükséges szekrények száma 66%-kal csökkenthető Az energiafogyasztás 28%-kal, a PUE 1,6-ról 1,15-re csökkenthető, a számítási hatékonyság pedig javítható .
A gyors számítástechnika a TDP folyamatos javulását eredményezi, és az AI-szervereknek magasabb követelményeket támasztanak a hőelvezetéssel szemben. A hagyományos hőcsöves hűtés a határához közeledik, elkerülhetetlen a folyadékhűtéses termikus megoldások bevezetése.
