آیا خنک کننده مایع تنها انتخاب در عصر هوش مصنوعی خواهد بود؟

با محبوبیت ChatGPT، موجی از AIGC به راه افتاد و بسیاری از تولیدکنندگان داخلی و خارجی از عرضه مدل Big Prophecy خبر دادند. محبوبیت صنعت AIGC تقاضا برای قدرت محاسباتی را به شدت افزایش داده است. بر اساس پیش‌بینی‌ها، تقاضا برای قدرت محاسباتی در آینده به سرعت رشد خواهد کرد و انتظار می‌رود که قدرت محاسباتی هوشمند جهانی تا سال 2030 به 105ZFLOPS (1021 محاسبه ممیز شناور در ثانیه) برسد که افزایشی 500 برابری نسبت به سال 2020 دارد.

با بهبود مستمر توان محاسباتی، لازم است تا عملکرد تراشه برای پشتیبانی از آن به میزان زیادی بهبود یابد، که چالش بزرگ دیگری را به همراه دارد که قدرت طراحی حرارتی (TDP) تراشه ها است. در حال حاضر مصرف انرژی CPU به 350-500 وات رسیده است و قدرت پردازنده‌های گرافیکی پیشرفته و تراشه‌های ASIC سوئیچ به بیش از 700 وات رسیده است. هنگامی که قدرت تراشه در آینده به بیش از 700 وات افزایش یابد، طراحی خنک کننده تراشه به یک مشکل جدی تبدیل خواهد شد.
در حال حاضر، پرکاربردترین روش برای محلول حرارتی تراشه، خنک کردن هوا است، به این معنی که یک هیت سینک با رسانایی حرارتی خوب به یک تراشه با تولید حرارت بالاتر متصل می شود و یک فن کوچک در بالای هیت سینک ثابت می شود. گرمای روی هیت سینک توسط جریان هوای تولید شده توسط چرخش با سرعت بالا فن منتقل می شود. با افزایش مداوم توان تراشه، اثر استفاده از هیت سینک های سنتی برای اتلاف گرما پس از فراتر از 300 وات دیگر قابل توجه نیست. فناوری خنک کننده مایع به عنوان یک راه حل خنک کننده ایده آل در عصر هوش مصنوعی در نظر گرفته می شود.

فن آوری خنک کننده مایع را می توان بر اساس روش های مختلف اتلاف حرارت به سه نوع تقسیم کرد: خنک کننده مایع صفحه سرد، خنک کننده مایع غوطه وری و خنک کننده مایع اسپری. خنک کننده مایع صفحه سرد یک نوع تماس غیرمستقیم خنک کننده مایع است که صفحه سرد را روی جسم دفع گرما ثابت می کند و مایع در داخل صفحه سرد جریان می یابد تا گرما را از تجهیزات دور کند و به اتلاف گرما دست می یابد. خنک کننده مایع اسپری یک فناوری خنک کننده مایع است که مایع خنک کننده را برای اتلاف گرما روی سطح تجهیزات فناوری اطلاعات اسپری می کند، اما راندمان اتلاف حرارت آن نسبتاً پایین است. خنک کننده مایع غوطه ور نوعی خنک کننده مایع با تماس مستقیم است که تجهیزات فناوری اطلاعات مانند سرورهایی که نیاز به اتلاف گرما در خنک کننده دارند را کاملاً غوطه ور می کند و آنها را از طریق گردش مایع یا تغییر فاز خنک می کند.

خنک کننده مایع غوطه ور به عنوان اصلی ترین و توانمندترین فناوری خنک کننده مایع برای استقرار در مقیاس بزرگ در مراکز داده خنک کننده مایع در نظر گرفته می شود. این دارای مزایای زیر است: اولا، راندمان اتلاف گرما بالا، زیرا خنک کننده مایع غوطه وری مستقیماً تجهیزات فناوری اطلاعات را در خنک کننده غوطه ور می کند، که می تواند به طور کامل با منبع گرما تماس بگیرد و راندمان اتلاف گرما را تا حد زیادی بهبود بخشد. ثانیا، اثر کاهش نویز خوب است، زیرا تجهیزات فناوری اطلاعات به طور کامل در مایع خنک کننده غوطه ور هستند، که می تواند نویز منتشر شده توسط تجهیزات فناوری اطلاعات را کاهش دهد. سوم حفظ انرژی و حفاظت از محیط زیست است. خنک کننده مایع غوطه وری نیازی به استفاده از تعداد زیادی فن ندارد که می تواند مصرف برق و انتشار دی اکسید کربن را کاهش دهد. بر اساس برآوردهای داده های مربوطه، خنک کننده مایع می تواند 20٪ -30٪ از برق مورد نیاز برای کل عملکرد سرور را در مقایسه با خنک کننده هوا صرفه جویی کند.

فناوری خنک کننده مایع غوطه ور به ناچار در آینده به فناوری خنک کننده اصلی در عصر هوش مصنوعی تبدیل خواهد شد. با این حال، فناوری خنک کننده مایع و محصولات فعلی هنوز در مرحله کاربرد اولیه هستند، اما با توسعه برنامه هایی مانند هوش مصنوعی و مراکز داده، کاربرد و رواج فناوری خنک کننده مایع تسریع خواهد شد. طبق موسسات تحقیقاتی، انتظار می‌رود اندازه بازار IDC خنک‌کننده مایع در چین تا سال 2025 با نرخ رشد بیش از 30 درصد از 120 میلیارد یوان تجاوز کند و انتظار می‌رود نسبت فناوری خنک‌کننده مایع غوطه‌ور از 40 درصد فراتر رود. با توسعه بیشتر فناوری خنک کننده مایع غوطه ور، ممکن است در آینده به تنها گزینه برای خنک کننده مرکز داده تبدیل شود.