از خنک کننده هوا گرفته تا خنک کننده مایع، هوش مصنوعی نوآوری های صنعتی را هدایت می کند

دلیل اصلی دستگاه های الکترونیکی برای تولید گرما، فرآیند تبدیل انرژی کاری به انرژی حرارتی است. اتلاف گرما برای رسیدگی به مسائل مدیریت حرارتی در دستگاه های محاسباتی با کارایی بالا، بهینه سازی عملکرد دستگاه و افزایش طول عمر با حذف مستقیم گرما از سطح تراشه ها یا پردازنده ها طراحی شده است. با افزایش مصرف برق تراشه، فناوری اتلاف حرارت از یکسان سازی دمای خطی لوله های حرارتی یک بعدی به یکسان سازی دمای مسطح VC دو بعدی، به یکسان سازی دمای یکپارچه مسیر فناوری VC سه بعدی و در نهایت تکامل یافته است. به فناوری خنک کننده مایع

3D VC دارای مزایای خنک کننده بهتری مانند "خنک کردن کارآمد، توزیع یکنواخت دما و کاهش نقاط داغ" است که می تواند الزامات تنگنای اتلاف گرما را برای دستگاه های پرقدرت و یکسان سازی دما در مناطق با چگالی شار حرارتی بالا برآورده کند. همچنین می تواند عملکرد اورکلاک قوی تر و ثبات سیستم را پس از اورکلاک تضمین کند. رسانایی حرارتی بین لوله حرارتی/صفحه اکولایزر انتقال گرما به لوله های حرارتی مونتاژ شده/صفحه های اکولایزر است که دارای مقاومت حرارتی تماسی و مقاومت حرارتی خود مس است. و VC سه بعدی، از طریق اتصال ساختار سه بعدی، تحت انتقال فاز مایع داخلی و انتشار حرارتی قرار می‌گیرد و به طور مستقیم و موثر گرمای تراشه را به انتهای دیستال دندان‌ها برای اتلاف گرما منتقل می‌کند.

فن آوری خنک کننده شامل دو نوع خنک کننده هوا و خنک کننده مایع است. در تکنولوژی هوا خنک، ظرفیت اتلاف حرارت لوله های حرارتی و VC نسبتا کم است. حد بالایی اتلاف گرمای 3 بعدی VC را می توان تا 1000 وات افزایش داد و هر دو به یک فن برای اتلاف گرما نیاز دارند. این فناوری ساده، ارزان و برای اکثر دستگاه ها مناسب است. فن آوری خنک کننده مایع دارای راندمان خنک کننده بالاتری است که شامل دو نوع صفحه سرد و نوع غوطه وری است. در این میان، صفحه سرد یک روش خنک کننده غیرمستقیم با سرمایه گذاری اولیه متوسط، هزینه های عملیاتی و نگهداری کمتر و نسبتا بالغ است. Nvidia GB200 NVL72 یک راه حل خنک کننده مایع صفحه سرد را اتخاذ می کند. خنک کننده غوطه وری یک روش خنک کننده مستقیم با الزامات فنی بالا و هزینه های عملیاتی و نگهداری بالا است.

آموزش و ارتقای مدل های بزرگ هوش مصنوعی، قدرت محاسباتی بالاتری را از تراشه ها می طلبد و مصرف انرژی تک تراشه ها را بهبود می بخشد. دمای تراشه بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. هنگامی که دمای کارکرد تراشه نزدیک به 70-80 درجه باشد، به ازای هر 2 درجه افزایش دما، عملکرد تراشه حدود 10% کاهش می‌یابد. بنابراین، افزایش مصرف انرژی یک تراشه، تقاضا برای اتلاف گرما را بیشتر می‌کند. علاوه بر این، Nvidia B200 توان مصرفی بیش از 1000 وات دارد و نزدیک به حد بالایی خنک کننده هوا است. سیاست‌هایی مانند «کربن دوگانه» و «محاسبه شرق غرب» به شدت به PUE برای مراکز داده نیاز دارند، و میانگین PUE برای خنک‌کننده مایع کمتر از خنک‌کننده هوا است. از نظر TCO، در مقایسه با خنک کننده هوا، هزینه سرمایه گذاری اولیه خنک کننده مایع صفحه سرد نزدیک به خنک کننده هوا است و هزینه عملیاتی بعدی کمتر است.

کابینت خنک کننده مایع غوطه وری تک فاز: این یک سرور خنک کننده مایع است که در مخزن تعبیه شده است و CDU و مخزن توسط خطوط لوله به هم متصل شده اند. خط لوله پایینی محیط خنک کننده با دمای پایین را به مخزن منتقل می کند و محیط خنک شده با مایع گرما را از سرور خنک کننده مایع جذب می کند. پس از افزایش دما، دوباره به سمت CDU جریان می یابد و گرما توسط CDU منتقل می شود. این ساختار می تواند به خنک کننده مایع کامل سرور دست یابد و طراحی بدون فن منجر به چگالی توان بالاتر و PUE کمتر در مقایسه با خنک کننده هوا می شود. اما سختی فنی زیاد و ضریب نفوذ نسبتا پایین است.

غوطه وری دو فاز: با الزامات فنی بالا، می تواند به طور قابل توجهی چگالی توان سیستم را افزایش دهد. با توجه به قدرت بالای تراشه اصلی در سرور، سطح تراشه باید تحت عملیات جوش پیشرفته قرار گیرد تا هسته گازی شدن روی سطح آن افزایش یابد، راندمان انتقال حرارت تغییر فاز افزایش یابد و حداکثر چگالی اتلاف گرما بیش از 100 وات / بدست آید. ج ㎡.

با توسعه قدرت محاسباتی هوش مصنوعی و خط مشی PUE، فناوری خنک کننده باید به طور مداوم برای کنترل دمای عملکرد دستگاه های الکترونیکی ارتقا یابد. اتلاف حرارت در سطح تراشه از لوله حرارتی/VC به راه‌حل‌های خنک‌کننده 3DVC و صفحه سرد کارآمدتر تغییر می‌کند و باعث نوآوری مداوم در فناوری خنک‌کننده تراشه می‌شود.