No gaisa dzesēšanas līdz šķidruma dzesēšanai AI virza rūpnieciskās inovācijas
Galvenais iemesls, kāpēc elektroniskās ierīces rada siltumu, ir process, kurā darba enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā. Siltuma izkliedēšana ir paredzēta, lai risinātu siltuma pārvaldības problēmas augstas veiktspējas skaitļošanas ierīcēs, optimizējot ierīces veiktspēju un pagarinot kalpošanas laiku, tieši noņemot siltumu no mikroshēmu vai procesoru virsmas. Palielinoties mikroshēmas jaudas patēriņam, siltuma izkliedes tehnoloģija ir attīstījusies no viendimensijas siltuma cauruļu lineārās temperatūras izlīdzināšanas līdz divdimensiju VC plakanai temperatūras izlīdzināšanai, līdz trīsdimensiju VC tehnoloģijas ceļa integrētajai temperatūras izlīdzināšanai un visbeidzot. uz šķidruma dzesēšanas tehnoloģiju.
3D VC ir labākas dzesēšanas priekšrocības, piemēram, "efektīva dzesēšana, vienmērīgs temperatūras sadalījums un samazināti karstie punkti", kas var izpildīt sašaurinājuma prasības attiecībā uz siltuma izkliedi lieljaudas ierīcēm un temperatūras izlīdzināšanu augsta siltuma plūsmas blīvuma zonās. Tas var arī nodrošināt spēcīgāku pārtaktēšanas veiktspēju un sistēmas stabilitāti pēc pārspīlēšanas. Siltumvadītspēja starp siltuma cauruli/izlīdzināšanas plāksni ir siltuma pārnešana uz vairākām samontētām siltuma caurulēm/izlīdzināšanas plāksnēm, kurām ir kontakta termiskā pretestība un paša vara termiskā pretestība; Un 3D VC, izmantojot trīsdimensiju struktūras savienojumu, tiek pakļauts iekšējai šķidruma fāzes pārejai un termiskai difūzijai, tieši un efektīvi pārnesot mikroshēmas siltumu uz zobu distālo galu siltuma izkliedēšanai.
Dzesēšanas tehnoloģija ietver divus veidus: gaisa dzesēšanu un šķidruma dzesēšanu. Gaisa dzesēšanas tehnoloģijā siltuma cauruļu un VC siltuma izkliedes jauda ir salīdzinoši zema. 3D VC siltuma izkliedes augšējo robežu var pagarināt līdz 1000 W, un abiem ir nepieciešams ventilators siltuma izkliedēšanai. Tehnoloģija ir vienkārša, lēta un piemērota lielākajai daļai ierīču. Šķidruma dzesēšanas tehnoloģijai ir augstāka dzesēšanas efektivitāte, tostarp divu veidu: aukstās plāksnes un iegremdēšanas veids. Tostarp aukstā plāksne ir netieša dzesēšanas metode ar mērenām sākotnējām investīcijām, zemākām ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksām un salīdzinoši nobriedusi. Nvidia GB200 NVL72 izmanto aukstās plāksnes šķidruma dzesēšanas risinājumu; Dzesēšana ar iegremdēšanu ir tiešās dzesēšanas metode ar augstām tehniskajām prasībām un augstām ekspluatācijas un apkopes izmaksām.
AI lielo modeļu apmācībai un popularizēšanai ir nepieciešama lielāka skaitļošanas jauda no mikroshēmām un uzlabojas atsevišķu mikroshēmu enerģijas patēriņš. Mikroshēmas temperatūra ietekmē tā veiktspēju. Kad mikroshēmas darba temperatūra ir tuvu 70-80 grādiem, par katru 2 grādu temperatūras paaugstināšanos mikroshēmas veiktspēja samazināsies par aptuveni 10%. Tāpēc vienas mikroshēmas enerģijas patēriņa pieaugums vēl vairāk palielina pieprasījumu pēc siltuma izkliedes. Turklāt Nvidia B200 enerģijas patēriņš pārsniedz 1000 W, un tas ir tuvu gaisa dzesēšanas dzesēšanas augšējai robežai; Tādām politikām kā “divkāršā oglekļa” un “austrumu rietumu aprēķins” ir stingri noteikts PUE datu centriem, un vidējais PUE šķidruma dzesēšanai ir zemāks nekā gaisa dzesēšanai; Runājot par TCO, salīdzinot ar gaisa dzesēšanu, aukstās plāksnes šķidruma dzesēšanas sākotnējās investīciju izmaksas ir tuvas gaisa dzesēšanas izmaksām, un turpmākās ekspluatācijas izmaksas ir zemākas.
Vienfāzes iegremdēšanas šķidruma dzesēšanas skapis: tas ir ar šķidrumu dzesējams serveris, kas iebūvēts tvertnē ar CDU un tvertni, kas savienotas ar cauruļvadiem. Apakšējais cauruļvads transportē zemas temperatūras dzesēšanas vidi tvertnē, un šķidrums atdzesētā vide absorbē siltumu no šķidruma dzesēšanas servera. Pēc temperatūras paaugstināšanās tas plūst atpakaļ uz CDU, un CDU aizvada siltumu. Šī struktūra var nodrošināt pilnīgu servera dzesēšanu ar šķidrumu, un dizains bez ventilatora nodrošina lielāku jaudas blīvumu un zemāku PUE salīdzinājumā ar gaisa dzesēšanu. Taču tehniskās grūtības ir augstas, un izplatības līmenis ir salīdzinoši zems.
Divfāžu iegremdēšana: ar augstām tehniskajām prasībām tas var ievērojami palielināt sistēmas jaudas blīvumu. Tā kā galvenās mikroshēmas serverī ir liela jauda, mikroshēmas virsmai ir jāveic pastiprināta viršanas apstrāde, lai palielinātu gazifikācijas kodolu uz tās virsmas, uzlabotu fāzes maiņas siltuma pārneses efektivitāti un sasniegtu maksimālo siltuma izkliedes blīvumu virs 100 W/ c ㎡.
AI skaitļošanas jaudas un politikas PUE attīstības dēļ dzesēšanas tehnoloģija ir nepārtraukti jāatjaunina, lai kontrolētu elektronisko ierīču darbības temperatūru. Mikroshēmas līmeņa siltuma izkliede mainīsies no siltuma caurules/VC uz efektīvākiem 3DVC un aukstās plāksnes dzesēšanas risinājumiem, veicinot nepārtrauktas inovācijas mikroshēmu dzesēšanas tehnoloģijā.
