AI i termalno hlađenje
AI aplikacije ubrzavaju evoluciju podatkovnih centara prema visokoj gustoći. Suočeni sa eksplozivnim rastom podataka i računarstva koje donosi AI, i sa sve većom oskudicom resursa centara podataka, posebno u gradovima prvog nivoa, samo poboljšanjem računarske snage, kapaciteta skladištenja i prenosa po jedinici površine računarske sobe može vrijednost data centra biti maksimizirana. Uvođenje visokih računarskih AI čipova će ubrzati trend evolucije velike gustine snage servera.
Kako ChatGPT rasplamsava novi krug entuzijazma za aplikacije umjetne inteligencije, domaći i strani data centri i proizvođači poslovanja u oblaku počeli su promovirati izgradnju AI infrastrukture, a udio isporuka AI servera na svim serverima postepeno se povećava. Prema podacima TrendForcea, godišnji obim isporuke AI servera opremljenih GPGPU-ima činio je skoro 1 posto svih servera u 2022. godini. Očekuje se da će se 2023. godine, uz podršku aplikacija umjetne inteligencije kao što je ChatGPT, povećati obim isporuke AI servera za 8 posto u odnosu na prethodnu godinu. Od 2022. do 2026. godine očekuje se da će CAGR obima isporuke dostići 10,8 posto. GPU-ovi se uglavnom koriste za AI servere, uglavnom Nvidia H100, A100, A800 (uglavnom se isporučuju u Kinu), kao i AMD MI250 i MI250X serije. Udio NVIDIA-e i AMD-a je otprilike 8:2.
Efekat brzine ventilatora preko 4000 o/min na termičku otpornost je ograničen. Prema CNKI, u sistemu sa vazdušnim hlađenjem, brzina ventilatora se povećava sa 1000 o/min na 4000 o/min, a konvekcija dominira rasipanjem toplote čipova. S povećanjem brzine protoka, koeficijent konvektivnog prijenosa topline značajno se povećava. Vazdušno hlađenje može efikasno poboljšati probleme sa rasipanjem toplote čipova. Kada brzina ventilatora prelazi 4000 r/min, smanjenje otpora prijenosa topline je relativno blago, a povećanje brzine može samo poboljšati prijenos topline sa zrakom, što rezultira smanjenjem efekta odvođenja topline. Tečno hlađenje na nivou čipa je budući trend razvoja. Pod serverskim prostorom od 2U, 250W je otprilike granica za hlađenje zraka i rasipanje topline; Iznad 4U zračno hlađenje može doseći 400-600W; TDP AI čipova općenito prelazi 400W, uglavnom koristeći 4-8U. Tradicionalno rasipanje topline hlađenim zrakom dostiglo je svoju granicu. Kontrola temperature čipa je posebno važna za stabilan i kontinuiran rad, sa maksimalnom temperaturom koja ne prelazi 85 stepeni. Previsoka temperatura može uzrokovati oštećenje čipa. Unutar 70-80 stepena, svakih 10 stepeni povećanja temperature jedne elektronske komponente smanjuje pouzdanost sistema za 50 procenata. Stoga, u kontekstu povećane snage, sistem hlađenja će biti nadograđen na tečno hlađenje na nivou čipa.
U poređenju sa vazdušnim hlađenjem, tečno hlađenje ne samo da može zadovoljiti zahteve za rasipanje toplote za ormare velike gustine, već i postići niži PUE i veću izlaznu snagu (GUE). U poređenju sa tradicionalnim zračnim hlađenjem, PUE tečnog hlađenja s hladnom pločom je općenito 1,1x, sa GUE od preko 75 posto, dok PUE hlađenja tečnim potapanjem može biti samo 1.0x, sa GUE od preko 80 posto. Istovremeno korištenje tehnologije tekućeg hlađenja može ukloniti neke ili čak sve ventilatore IT opreme (obično se potrošnja energije ventilatora također izračunava u potrošnji energije serverske opreme). Za hlađenje uronjenom tekućinom, uklanjanje ventilatora servera može smanjiti potrošnju energije servera za oko 4 posto -15 posto.
Trenutna zrelost tehnologije hlađenja tečnom pločom je relativno visoka i ona je glavna na putu tehnologije hlađenja tekućinom. Pod pretpostavkom da je trenutni udio 80 posto. U budućnosti, sa zrelošću tehnologije hlađenja tekućinom potapanjem, očekuje se da će se ukupni udio postepeno povećavati. Zasnovano na sveobuhvatnim proračunima, obuka i zaključivanje velikih modela AI će donijeti tržišni prostor za hlađenje tekućine od 4 milijarde RMB. Sa povećanjem parametara modela i promocijom upotrebe, tržište tekućeg hlađenja će doživjeti složenu godišnju stopu rasta od 60 posto u naredne četiri godine.
Vjerujemo da se očekuje da će veliki model AI predvoditi nadogradnju potražnje za računarskom snagom, pokretati izgradnju inteligentnih računarskih i superračunarskih centara velike gustoće snage, ubrzati uvođenje pratećih objekata kao što su sistemi za tečno hlađenje na tržište iu budućnosti , sa izgradnjom novih data centara i transformacijom postojećih data centara, očekuje se da će se ukupna stopa penetracije brzo povećati. Trenutno je industrija tekućeg hlađenja još uvijek u ranoj fazi razvoja i optimistična je u pogledu proizvođača s vodećim rasporedom u tehnologiji i proizvodnim kapacitetima.
