Ψύξη θερμοσύφωνα με GPU διακομιστή
Με την ανάπτυξη της βαθιάς μάθησης, της προσομοίωσης, του σχεδιασμού BIM και των εφαρμογών της βιομηχανίας AEC σε διάφορες βιομηχανίες, υπό την ευλογία της τεχνολογίας εικονικής GPU τεχνολογίας AI, απαιτείται ισχυρή ανάλυση υπολογιστικής ισχύος GPU. Τόσο οι διακομιστές GPU όσο και οι σταθμοί εργασίας GPU τείνουν να είναι μικροσκοπικοί, αρθρωτοί και εξαιρετικά ενσωματωμένοι. Η πυκνότητα ροής θερμότητας συχνά φτάνει 7-10 φορές αυτή του παραδοσιακού αερόψυκτου εξοπλισμού διακομιστή GPU. Λόγω της κεντρικής εγκατάστασης μονάδων, υπάρχει μεγάλος αριθμός καρτών γραφικών NVIDIA GPU με μεγάλη ποσότητα θερμότητας, επομένως το πρόβλημα της απαγωγής θερμότητας είναι πολύ εμφανές. Στο παρελθόν, η ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία σχεδιασμού απαγωγής θερμότητας δεν μπορεί πλέον να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις των νέων συστημάτων. Οι παραδοσιακοί υδρόψυκτοι διακομιστές GPU ή οι διακομιστές υγρόψυκτης GPU δεν μπορούν να διαχωριστούν από την υποστήριξη των ανεμιστήρων. Σήμερα θα αναλύσουμε την τεχνολογία απαγωγής θερμότητας με θερμοσίφωνα.
Επί του παρόντος, η τεχνολογία ψύξης thermosyphon στην αγορά χρησιμοποιεί κυρίως μια ψύκτρα στήλης ή πλάκας ως σώμα, ένας σωλήνας μέσου θερμότητας εισάγεται στο κάτω μέρος της ψύκτρας, ένα λειτουργικό ρευστό εγχέεται στο κέλυφος και δημιουργείται ένα περιβάλλον κενού. Αυτός είναι ένας σωλήνας θερμότητας βαρύτητας κανονικής θερμοκρασίας. Η διαδικασία εργασίας έχει ως εξής: Στο κάτω μέρος τουψύκτρα, το σύστημα θέρμανσης θερμαίνει το ρευστό εργασίας στο κέλυφος μέσω του σωλήνα θερμικού μέσου. Εντός του εύρους θερμοκρασίας εργασίας, το υγρό εργασίας βράζει και ο ατμός ανεβαίνει στο πάνω μέρος τουψύκτραγια να συμπυκνωθεί και να απελευθερωθεί θερμότητα, και το συμπύκνωμα ρέει κατά μήκος του εσωτερικού τοιχώματος τουψύκτρα. Η αναρροή στο τμήμα θέρμανσης θερμαίνεται και εξατμίζεται ξανά, και η θερμότητα μεταφέρεται από την πηγή θερμότητας στην ψύκτρα μέσω της αλλαγής φάσης συνεχούς κύκλου του ρευστού εργασίας για να επιτευχθεί ο σκοπός της θέρμανσης και της θέρμανσης.
Η εφαρμογή της θερμοσυφωνικής ψύξης σε σταθμούς εργασίας GPU
Πώς κάθε γενιά ψύκτη CPU κινείται βήμα προς βήμα στο όριο της σύγχρονης θεωρητικής απόδοσης. Από την πιο πρωτόγονη ψύκτρα αλουμινίου μέχρι σήμερα, είναι μια καλή επιλογή. Μπορεί να πιστεύετε ότι επειδή ορισμένα μικρά πτερύγια είναι τόσο εύχρηστα, είναι καλύτερα να χρησιμοποιηθούν περισσότερα και μεγαλύτερα πτερύγια; Ωστόσο, το αποτέλεσμα δεν ισχύει. Όσο πιο μακριά είναι τα πτερύγια από την πηγή θερμότητας, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία των πτερυγίων. Όταν η θερμοκρασία πέσει στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα, ανεξάρτητα από το πόσο καιρό είναι κατασκευασμένα τα πτερύγια, η μεταφορά θερμότητας δεν θα συνεχίσει να αυξάνεται.
Όταν η σύγχρονη υπολογιστική ισχύς GPU κυμαίνεται από 75 έως 350 Watt ή ακόμα υψηλότερη, οι μηχανικοί θερμικής σχεδίασης στρέφονται για να αναπτύξουν νέες μεθόδους απαγωγής θερμότητας. Ο ίδιος ο σωλήνας θερμότητας δεν ενισχύει την ικανότητα απαγωγής θερμότητας του ψυγείου. Η λειτουργία του είναι να χρησιμοποιεί αγωγιμότητα θερμότητας και μεταφορά θερμότητας ταυτόχρονα για να επιτύχει απόδοση μεταφοράς θερμότητας πολύ υψηλότερη από αυτή του ίδιου του μετάλλου.
Ήδη από το 1937 εμφανίστηκε η τεχνολογία thermosiphon. Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, το υγρό μέσα στο σωλήνα θερμότητας θα έβραζε και ο ατμός θα έφτανε στο άκρο συμπύκνωσης μέσω του θαλάμου ατμού και στη συνέχεια ο ατμός θα επέστρεφε στο υγρό και στη συνέχεια θα επέστρεφε στην πηγή θερμότητας μέσω του πυρήνα του σωλήνα. Ο πυρήνας του σωλήνα είναι συνήθως στο συντηγμένο μέταλλο. Ωστόσο, εάν ο σωλήνας θερμότητας απορροφήσει υπερβολική θερμότητα, θα εμφανιστεί το φαινόμενο του «στεγνώματος του σωλήνα θερμότητας». Το υγρό όχι μόνο γίνεται ατμός στον θάλαμο ατμού, αλλά γίνεται επίσης ατμός στον πυρήνα του σωλήνα, γεγονός που το εμποδίζει να επιστρέψει στο υγρό για να επιστρέψει στην πηγή θερμότητας, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη θερμική αντίσταση του σωλήνα θερμότητας.
Τώρα το αποκορύφωμά μας έρχεται-θερμοσύφωνας. Η διάχυση θερμότητας του Θερμοσύφωνου δεν μοιάζει με έναν σωλήνα θερμότητας, ο οποίος χρησιμοποιεί έναν πυρήνα σωλήνα για να επαναφέρει το υγρό στο άκρο της εξάτμισης, αλλά χρησιμοποιεί μόνο τη βαρύτητα, σε συνδυασμό με μερικά έξυπνα σχέδια για να σχηματίσει μια κυκλοφορία και χρησιμοποιεί τη διαδικασία εξάτμισης υγρού ως αντλία νερού . Αυτή δεν είναι μια νέα τεχνολογία, είναι πολύ συνηθισμένη σε βιομηχανικές εφαρμογές με μεγάλη απελευθέρωση θερμότητας.
Το πιο σημαντικό σημείο της απαγωγής θερμότητας του θερμοσίφωνου είναι ότι το πάχος του θα μειωθεί από τα παραδοσιακά 103 mm σε μόνο 30 mm (μειωμένο σε λιγότερο από το ένα τρίτο) και το σχήμα είναι σχετικά μικρό και δεν θα διακυβεύσει την απόδοση. Προκειμένου να διευκολυνθεί η επεξεργασία του εξοπλισμού απαγωγής θερμότητας με θερμοσύφωνα, οι περισσότεροι κατασκευαστές χρησιμοποιούν επί του παρόντος υλικά αλουμινίου. Χρησιμοποιείται επίσης χαλκός και η θερμοκρασία μπορεί να μειωθεί κατά 5-10 βαθμούς, μόνο για διακομιστές GPU που παράγουν περισσότερη θερμότητα.
