AI και θερμική ψύξη
Οι εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης επιταχύνουν την εξέλιξη των κέντρων δεδομένων προς την υψηλή πυκνότητα. Αντιμέτωποι με την εκρηκτική ανάπτυξη των δεδομένων και των υπολογιστών που επιφέρει η τεχνητή νοημοσύνη, και με την αυξανόμενη σπανιότητα των πόρων των κέντρων δεδομένων, ειδικά σε πόλεις πρώτης βαθμίδας, μόνο με τη βελτίωση της υπολογιστικής ισχύος, της αποθήκευσης και των δυνατοτήτων μετάδοσης ανά μονάδα επιφάνειας της αίθουσας υπολογιστών μπορεί η αξία του κέντρου δεδομένων να μεγιστοποιηθεί. Η εισαγωγή τσιπ υψηλής υπολογιστικής τεχνητής νοημοσύνης θα επιταχύνει την τάση εξέλιξης της υψηλής πυκνότητας ισχύος διακομιστή.
Καθώς το ChatGPT πυροδοτεί έναν νέο γύρο ενθουσιασμού για εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης, εγχώρια και ξένα κέντρα δεδομένων και κατασκευαστές επιχειρήσεων cloud έχουν αρχίσει να προωθούν την κατασκευή υποδομής AI και το ποσοστό των αποστολών διακομιστών AI σε όλους τους διακομιστές αυξάνεται σταδιακά. Σύμφωνα με τα στοιχεία της TrendForce, ο ετήσιος όγκος αποστολών διακομιστών AI εξοπλισμένων με GPGPU αντιπροσώπευε σχεδόν το 1 τοις εκατό όλων των διακομιστών το 2022. Το 2023, με την υποστήριξη εφαρμογών τεχνητής νοημοσύνης όπως το ChatGPT, ο όγκος αποστολών διακομιστών AI αναμένεται να αυξηθεί κατά 8 τοις εκατό από έτος σε έτος. Από το 2022 έως το 2026, ο όγκος αποστολών CAGR αναμένεται να φτάσει το 10,8%. Οι GPU χρησιμοποιούνται κυρίως για διακομιστές AI, κυρίως Nvidia H100, A100, A800 (κυρίως αποστέλλονται στην Κίνα), καθώς και για τις σειρές AMD MI250 και MI250X. Η αναλογία NVIDIA και AMD είναι περίπου 8:2.
Η επίδραση της ταχύτητας του ανεμιστήρα που υπερβαίνει τα 4000 r/min στη θερμική αντίσταση είναι περιορισμένη. Σύμφωνα με το CNKI, σε ένα αερόψυκτο σύστημα, η ταχύτητα του ανεμιστήρα αυξάνεται από 1000r/min σε 4000r/min, και η συναγωγή κυριαρχεί στη διάχυση της θερμότητας του τσιπ. Με την αύξηση του ρυθμού ροής, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή αυξάνεται σημαντικά. Η ψύξη με αέρα μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τα προβλήματα απαγωγής θερμότητας των τσιπ. Όταν η ταχύτητα του ανεμιστήρα υπερβαίνει τα 4000 r/min, η μείωση της αντίστασης μεταφοράς θερμότητας είναι σχετικά ήπια και η αύξηση της ταχύτητας μπορεί μόνο να βελτιώσει τη μεταφορά θερμότητας με τον αέρα, με αποτέλεσμα τη μείωση της επίδρασης απαγωγής θερμότητας. Η υγρή ψύξη σε επίπεδο τσιπ είναι η μελλοντική τάση ανάπτυξης. Κάτω από έναν χώρο διακομιστή 2U, τα 250W είναι περίπου το όριο για την ψύξη του αέρα και την απαγωγή θερμότητας. Η ψύξη αέρα πάνω από 4U μπορεί να φτάσει τα 400-600W; Το TDP των τσιπ AI γενικά υπερβαίνει τα 400 W, κυρίως χρησιμοποιώντας 4-8U. Η παραδοσιακή αερόψυκτη απαγωγή θερμότητας έχει φτάσει στα όριά της. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας του τσιπ είναι ιδιαίτερα σημαντικός για σταθερή και συνεχή λειτουργία, με μέγιστη θερμοκρασία που δεν υπερβαίνει τους 85 βαθμούς. Η υπερβολική θερμοκρασία μπορεί να προκαλέσει ζημιά στο τσιπ. Εντός 70-80 βαθμών, κάθε 10 μοίρες αύξηση της θερμοκρασίας ενός μεμονωμένου ηλεκτρονικού εξαρτήματος μειώνει την αξιοπιστία του συστήματος κατά 50 τοις εκατό. Επομένως, στο πλαίσιο της αυξημένης ισχύος, το σύστημα ψύξης θα αναβαθμιστεί σε υγρή ψύξη σε επίπεδο chip.
Σε σύγκριση με την ψύξη αέρα, η υγρή ψύξη όχι μόνο μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας των ντουλαπιών υψηλής πυκνότητας ισχύος, αλλά και να επιτύχει χαμηλότερο PUE και υψηλότερη απόδοση ισχύος (GUE). Σε σύγκριση με την παραδοσιακή ψύξη με αέρα, το PUE της ψύξης με υγρό ψυχρής πλάκας είναι γενικά 1,1x, με GUE πάνω από 75 τοις εκατό , ενώ το PUE της ψύξης υγρού εμβάπτισης μπορεί να είναι έως και 1.0x, με GUE. άνω του 80 τοις εκατό. Η ταυτόχρονη χρήση της τεχνολογίας υγρής ψύξης μπορεί να αφαιρέσει ορισμένους ή ακόμα και όλους τους ανεμιστήρες του εξοπλισμού πληροφορικής (συνήθως η κατανάλωση ενέργειας του ανεμιστήρα υπολογίζεται επίσης στην κατανάλωση ενέργειας του εξοπλισμού διακομιστή). Για βυθισμένη υγρή ψύξη, η αφαίρεση του ανεμιστήρα διακομιστή μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας του διακομιστή κατά περίπου 4 τοις εκατό -15 τοις εκατό .
Η τρέχουσα ωριμότητα της τεχνολογίας υγρής ψύξης ψυχρής πλάκας είναι σχετικά υψηλή και είναι κυρίαρχη στη διαδρομή της τεχνολογίας υγρής ψύξης. Υποθέτοντας ότι η τρέχουσα αναλογία είναι 80 τοις εκατό. Στο μέλλον, με την ωριμότητα της τεχνολογίας εμβάπτισης υγρής ψύξης, το συνολικό ποσοστό αναμένεται να αυξηθεί σταδιακά. Με βάση τους εκτενείς υπολογισμούς, η εκπαίδευση και η εξαγωγή συμπερασμάτων μεγάλων μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης θα φέρουν χώρο στην αγορά υγρής ψύξης 4 δισεκατομμυρίων RMB. Με την αύξηση των παραμέτρων του μοντέλου και την προώθηση της χρήσης, η αγορά υγρής ψύξης θα παρουσιάσει σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 60% τα επόμενα τέσσερα χρόνια.
Πιστεύουμε ότι το μεγάλο μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης αναμένεται να οδηγήσει στην αναβάθμιση της ζήτησης υπολογιστικής ισχύος, να οδηγήσει την κατασκευή ευφυών κέντρων υπολογιστών και υπερυπολογιστών υψηλής πυκνότητας ισχύος, να επιταχύνει την εισαγωγή υποστηρικτικών εγκαταστάσεων όπως συστήματα υγρής ψύξης στην αγορά και στο μέλλον , με την κατασκευή νέων data centers και τον μετασχηματισμό των υφιστάμενων data centers, το συνολικό ποσοστό διείσδυσης αναμένεται να αυξηθεί ραγδαία. Προς το παρόν, η βιομηχανία υγρής ψύξης βρίσκεται ακόμη στα πρώτα στάδια ανάπτυξής της και είναι αισιόδοξη για τους κατασκευαστές με κορυφαία διάταξη στην τεχνολογία και την παραγωγική ικανότητα.
