Kako se nositi sa sve većom potražnjom za tehnologijom hlađenja u AI serverima
Trenutno se modul za rasipanje topline uglavnom sastoji od aktivne i pasivne hibridne tehnologije odvođenja topline koja sadrži termalne cijevi. Modul za rasipanje toplote toplotnih cevi je dizajniran i kombinovan sa komponentama kao što su difuzori vazduha, hladnjaci i termalne cevi, koji mogu da obezbede jednoobrazno radno okruženje za rasipanje toplote za unutrašnje elektronske komponente, čineći rad elektronske opreme stabilnijim. Sa trendom multifunkcionalnih i lakih terminalnih elektronskih proizvoda, fabrika termalnih modula se okrenula dizajnu termalnih rešenja uglavnom zasnovanih na parnoj komori i toplotnoj cevi.
Modul hladnjaka je podijeljen u dva tipa: "hladnjak sa hlađenjem zrakom" i "hladnjak hlađen tekućinom". Među njima, zračno hlađeno rješenje je korištenje zraka kao medija, kroz međumaterijale kao što su materijali toplinskog sučelja, parna komora (VC) ili toplotne cijevi, a raspršuje se konvekcijom između hladnjaka ili ventilatora i zraka. „Hlađenje tekućinom se uglavnom postiže konvekcijom s tekućinom, čime se hladi čip, međutim, kako se povećava proizvodnja topline i volumen čipa, povećava se potrošnja energije (TDP) čipa, a korištenje zraka hlađenih rasipanje toplote postepeno postaje nedovoljno.
Sa razvojem Interneta stvari, rubnog računarstva i 5G aplikacija, AI podataka dovela je globalnu računarsku snagu u period brzog rasta. Prema istraživačkoj firmi TrendForce, obim isporuke AI servera opremljenih GPGPU-ima (GPU-ovima opšte namene) iznosio je oko 1% u 2022. Međutim, 2023. godine, vođen ChatGPT aplikacijama, očekuje se da će obim isporuke AI servera rasti za 38,4%, a ukupna složena godišnja stopa rasta isporuka AI servera od 2022. do 2026. dostići će 29%.
Dva su glavna pravca dizajna sljedeće generacije hladnjaka modula. Jedan je nadogradnja postojećih modula za disipaciju toplote sa 3D parnom komorom (3DVC), a drugi je uvođenje sistema za tečno hlađenje, koristeći tečnost kao konvektivni medij za poboljšanje toplotne efikasnosti. Stoga će se 2023. godine značajno povećati broj testnih slučajeva hlađenja tekućinom, ali 3DVC je samo prelazno rješenje. Procjenjuje se da ćemo od 2024. do 2025. godine ući u eru paralelnog hlađenja plinom i hlađenjem tekućinom.
Sa usponom ChatGPT-a, generativna AI je povećala isporuku servera, zajedno sa zahtjevima za nadogradnjom specifikacija hladnjaka modula koji ih vode ka rješenjima za hlađenje tekućinom kako bi se ispunili strogi zahtjevi servera za odvođenje topline i stabilnost. Trenutno, industrija uglavnom koristi tehnologiju jednofaznog hlađenja uronjanjem u tekućem hlađenju kako bi riješila problem disipacije topline servera ili dijelova za grijanje visoke gustine, ali još uvijek postoji gornja granica od 600 W, jer ChatGPT ili serveri višeg reda trebaju Kapacitet disipacije topline veći od 700W za to.
Na osnovu činjenice da sistem hlađenja čini oko 33% ukupne potrošnje energije u data centru, smanjenje ukupne potrošnje električne energije i smanjenje efikasnosti korišćenja energije uključuje poboljšanje sistema hlađenja, informacione opreme i korišćenje obnovljivih izvora energije. Voda ima toplinski kapacitet četiri puta veći od zraka. Stoga, kada se uvodi sistem hlađenja tečnim hlađenjem, potrebno je samo 1U prostora za ploču za tečno hlađenje. Prema NVIDIA testiranju, da bi se postigla ista računarska snaga, broj ormara potrebnih za tečno hlađenje može se smanjiti za 66% Potrošnja energije može se smanjiti za 28%, PUE se može smanjiti sa 1,6 na 1,15, a efikasnost računara može se poboljšati .
Brzo računarstvo dovodi do kontinuiranog poboljšanja TDP-a, a AI serveri imaju veće zahtjeve za rasipanje topline. Tradicionalno hlađenje toplotnim cevima približava se granici i neizbežno je uvođenje toplotnih rešenja hlađenih tečnošću.
