Πώς να αντιμετωπίσετε την αυξανόμενη ζήτηση για τεχνολογία ψύξης σε διακομιστές AI
Επί του παρόντος, η μονάδα απαγωγής θερμότητας αποτελείται κυρίως από ενεργητική και παθητική υβριδική τεχνολογία απαγωγής θερμότητας που περιέχει θερμικούς σωλήνες. Η μονάδα απαγωγής θερμότητας σωλήνα θερμότητας έχει σχεδιαστεί και συνδυαστεί με εξαρτήματα όπως διαχυτές αέρα, ψύκτες θερμότητας και θερμικούς σωλήνες, που μπορούν να παρέχουν ένα ομοιόμορφο περιβάλλον λειτουργίας απαγωγής θερμότητας για εσωτερικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα, καθιστώντας τη λειτουργία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού πιο σταθερή. Με την τάση των πολυλειτουργικών και ελαφρών τερματικών ηλεκτρονικών προϊόντων, το εργοστάσιο θερμικών μονάδων έχει στραφεί στη σχεδίαση θερμικών λύσεων που βασίζονται κυρίως στον θάλαμο ατμού και τον σωλήνα θερμότητας.
Η μονάδα ψύκτρας χωρίζεται σε δύο τύπους: "αερόψυκτη ψύκτρα" και "ψύκτρα με υγρή ψύξη". Μεταξύ αυτών, η αερόψυκτη λύση είναι η χρήση του αέρα ως μέσου, μέσω ενδιάμεσων υλικών όπως υλικά διασύνδεσης θερμότητας, θάλαμος ατμού (VC) ή σωλήνες θερμότητας, και διαχέεται με μεταφορά μεταξύ της ψύκτρας ή του ανεμιστήρα και του αέρα. "Η υγρή ψύξη επιτυγχάνεται κυρίως μέσω της μεταφοράς με το υγρό, ψύχοντας έτσι το τσιπ. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η παραγωγή θερμότητας και ο όγκος του τσιπ, αυξάνεται η κατανάλωση ισχύος θερμικού σχεδιασμού (TDP) του τσιπ και η χρήση αερόψυκτου η απαγωγή θερμότητας σταδιακά καθίσταται ανεπαρκής.
Με την ανάπτυξη του Διαδικτύου των πραγμάτων, των υπολογιστών αιχμής και των εφαρμογών 5G, η τεχνητή νοημοσύνη δεδομένων έχει οδηγήσει την παγκόσμια υπολογιστική ισχύ σε μια περίοδο ταχείας ανάπτυξης. Σύμφωνα με την ερευνητική εταιρεία TrendForce, ο όγκος αποστολών διακομιστών AI εξοπλισμένων με GPGPU (GPUs γενικής χρήσης) αντιστοιχούσε σε περίπου 1% το 2022. Ωστόσο, το 2023, με γνώμονα τις εφαρμογές ChatGPT, αναμένεται ότι ο όγκος αποστολών διακομιστών AI θα αυξηθεί κατά 38,4% και ο συνολικός σύνθετος ετήσιος ρυθμός αύξησης των αποστολών διακομιστών τεχνητής νοημοσύνης από το 2022 έως το 2026 θα φτάσει το 29%.
Υπάρχουν δύο κύριες κατευθύνσεις για το σχεδιασμό της επόμενης γενιάς μονάδων ψύκτρας. Το ένα είναι η αναβάθμιση των υπαρχουσών μονάδων απαγωγής θερμότητας με θάλαμο ατμού 3D (3DVC) και το άλλο είναι η εισαγωγή ενός συστήματος ψύξης υγρού, χρησιμοποιώντας υγρό ως μέσο μεταφοράς για τη βελτίωση της θερμικής απόδοσης. Επομένως, ο αριθμός των δοκιμών υγρής ψύξης θα αυξηθεί σημαντικά το 2023, αλλά το 3DVC είναι μόνο μια μεταβατική λύση. Υπολογίζεται ότι από το 2024 έως το 2025 θα μπούμε στην εποχή της παράλληλης ψύξης αερίου και της υγρής ψύξης.
Με την άνοδο του ChatGPT, η γενετική τεχνητή νοημοσύνη έχει αυξήσει τις αποστολές διακομιστών, μαζί με τις απαιτήσεις για την αναβάθμιση των προδιαγραφών των μονάδων ψύκτρας που τις οδηγούν σε λύσεις υγρής ψύξης για να ανταποκρίνονται στις αυστηρές απαιτήσεις των διακομιστών για απαγωγή θερμότητας και σταθερότητα. Προς το παρόν, η βιομηχανία χρησιμοποιεί ως επί το πλείστον τεχνολογία ψύξης μονοφασικής εμβάπτισης στην υγρή ψύξη για να λύσει το πρόβλημα απαγωγής θερμότητας διακομιστών ή εξαρτημάτων θέρμανσης υψηλής πυκνότητας, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει ένα ανώτατο όριο 600 W, επειδή οι διακομιστές ChatGPT ή υψηλότερης τάξης χρειάζονται ικανότητα απαγωγής θερμότητας άνω των 700W για να αντεπεξέλθουν.
Με βάση το γεγονός ότι το σύστημα ψύξης αντιπροσωπεύει περίπου το 33% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας στο κέντρο δεδομένων, η μείωση της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και η μείωση της απόδοσης χρήσης ενέργειας περιλαμβάνει τη βελτίωση του συστήματος ψύξης, του εξοπλισμού πληροφοριών και της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Το νερό έχει θερμοχωρητικότητα τετραπλάσια από αυτή του αέρα. Επομένως, κατά την εισαγωγή ενός συστήματος ψύξης υγρού, χρειάζεται μόνο 1 U χώρου για την πλάκα υγρής ψύξης. Σύμφωνα με τη δοκιμή NVIDIA, για να επιτευχθεί η ίδια υπολογιστική ισχύς, ο αριθμός των ντουλαπιών που απαιτούνται για υγρή ψύξη μπορεί να μειωθεί κατά 66% Η κατανάλωση ενέργειας μπορεί να μειωθεί κατά 28%, η PUE μπορεί να μειωθεί από 1,6 σε 1,15 και η υπολογιστική απόδοση μπορεί να βελτιωθεί .
Ο γρήγορος υπολογισμός οδηγεί σε συνεχή βελτίωση του TDP και οι διακομιστές AI έχουν υψηλότερες απαιτήσεις για απαγωγή θερμότητας. Η παραδοσιακή ψύξη σωλήνων θερμότητας πλησιάζει τα όριά της και είναι αναπόφευκτη η εισαγωγή υγρόψυκτων θερμικών λύσεων.
