مشکل اتلاف گرما از سرور GPU-فناوری اتلاف گرما

با توسعه یادگیری عمیق ، شبیه سازی ، طراحی BIM و برنامه های کاربردی صنعت AEC در صنایع مختلف ، تحت برکت فناوری هوش مصنوعی GPU مجازی ، تجزیه و تحلیل قدرت محاسباتی قدرتمند GPU مورد نیاز است. سرورهای GPU و ایستگاه های کاری GPU تمایل به کوچک سازی ، مدولاریزه و بسیار یکپارچه دارند. چگالی جریان گرما اغلب به 10-7 برابر تجهیزات سرور GPU سرد شده با هوا می رسد. با توجه به نصب متمرکز ماژول ها ، تعداد زیادی کارت گرافیک NVIDIA GPU با مقدار زیادی گرما وجود دارد ، بنابراین مشکل اتلاف گرما بسیار برجسته است. در گذشته ، تکنولوژی رایج طراحی اتلاف گرما دیگر نمی تواند الزامات سیستم های جدید را برآورده کند. سرورهای GPU سنتی آب سرد یا سرورهای GPU سرد مایع را نمی توان از پشتیبانی طرفداران جدا کرد. امروز ما تکنولوژی اتلاف حرارتی ترموسیفون را تجزیه و تحلیل می کنیم.

در حال حاضر ، فناوری پخش حرارت ترموسیفون در بازار عمدتا از یک رادیاتور ستونی یا صفحه ای به عنوان بدنه استفاده می کند ، یک لوله متوسط ​​حرارتی در قسمت پایین رادیاتور وارد می شود ، یک مایع کار به پوسته تزریق می شود و یک محیط خلا ایجاد می شود. به این یک لوله حرارتی گرانش دمای معمولی است. فرایند کار به شرح زیر است: در قسمت پایین رادیاتور ، سیستم گرمایش مایع کار در پوسته را از طریق لوله محیط گرمایی گرم می کند. در محدوده دمای کار ، سیال کار می جوشد و بخار به قسمت بالای رادیاتور افزایش می یابد تا گرما متراکم شده و آزاد شود و میعانات در امتداد دیواره داخلی رادیاتور جریان می یابد. برگشت به قسمت گرمایش دوباره گرم شده و تبخیر می شود و گرما از طریق تغییر فاز چرخه پیوسته سیال کار از منبع گرما به سینک انتقال می یابد تا به منظور گرمایش و گرمایش برسد.

1 استفاده از اتلاف گرمای ترموسیفون در ایستگاه های کاری GPU

چگونه هر نسل از خنک کننده CPU گام به گام به محدوده عملکرد نظری معاصر حرکت می کند. از ابتدایی ترین هیت سینک آلومینیومی تا به امروز ، انتخاب خوبی است. ممکن است فکر کنید از آنجا که استفاده از برخی از باله های کوچک بسیار آسان است ، آیا استفاده از باله های بیشتر و بزرگتر بهتر است؟ با این حال ، نتیجه چنین نیست. هرچه باله ها از منبع گرما دورتر باشند ، دمای باله ها پایین تر است. وقتی درجه حرارت به دمای هوای اطراف می رسد ، صرف نظر از مدت زمانی که باله ها ساخته می شوند ، انتقال حرارت همچنان افزایش نمی یابد.

هنگامی که مصرف توان محاسباتی GPU مدرن به محدوده 75 تا 350 وات یا حتی بیشتر می رسد ، مهندسان طراحی حرارتی به دنبال روشهای جدید اتلاف گرما هستند. خود لوله حرارتی ظرفیت اتلاف گرمای رادیاتور را افزایش نمی دهد. عملکرد آن استفاده از رسانایی گرما و همرفت گرما به طور همزمان برای دستیابی به بازده انتقال حرارت بسیار بالاتر از خود فلز است.

در سال 1937 ، فناوری ترموسیفون ظاهر شد. در حالت عادی ، مایع داخل لوله حرارتی می جوشد و بخار از طریق محفظه بخار به انتهای چگالش می رسد و سپس بخار به مایع باز می گردد و سپس از طریق هسته لوله به منبع گرما باز می گردد. هسته لوله معمولاً در فلز متخلخل است. با این حال ، اگر لوله حرارتی گرمای زیادی را جذب کند ، پدیده" ؛ خشک شدن لوله حرارتی"؛ پیش خواهد آمد. مایع نه تنها در محفظه بخار تبدیل به بخار می شود بلکه در هسته لوله نیز تبدیل به بخار می شود که مانع از برگشت آن به مایع و بازگشت به منبع حرارتی می شود که این امر مقاومت حرارتی لوله حرارتی را بسیار افزایش می دهد.

در حال حاضر برجسته ما ترموسیفون آینده است. اتلاف حرارتی ترموسیفون مانند یک لوله حرارتی نیست ، که از یک لوله لوله برای بازگرداندن مایع به انتهای تبخیر استفاده می کند ، اما فقط از گرانش استفاده می کند ، همراه با برخی از طرح های مبتکرانه برای ایجاد یک گردش ، و از فرایند تبخیر مایع به عنوان یک پمپ آب استفاده می کند. به این یک فناوری جدید نیست ، در کاربردهای صنعتی با انتشار حرارت زیاد بسیار رایج است.

به طور کلی ، مبرد داخل GPU به جوش می آید ، به سمت بالا به طرف چگالش در داخل جریان می یابد ، دوباره به مایع تبدیل شده و به سمت تبخیر باز می گردد. از نظر تئوری دو مزیت عمده وجود دارد:

1. از خشک شدن لوله های حرارتی خودداری کنید و می توانید از آنها برای اورکلاک تراشه های با عملکرد فوق العاده بالا استفاده کنید

2. از آنجا که نیازی به پمپ آب نیست ، قابلیت اطمینان بهتر از خنک کننده سنتی یکپارچه با آب است

مهمترین نقطه اتلاف حرارتی ترموسیفون این است که ضخامت آن از 103 میلی متر سنتی به تنها 30 میلی متر کاهش می یابد (به کمتر از یک سوم کاهش می یابد) و شکل آن نسبتاً کوچک است و عملکرد را به خطر نمی اندازد. به منظور تسهیل پردازش تجهیزات اتلاف گرمای ترموسیفون ، اکثر تولید کنندگان در حال حاضر از مواد آلومینیومی استفاده می کنند. مس نیز استفاده می شود و ممکن است دما 5 تا 10 درجه کاهش یابد ، فقط برای سرورهای GPU که گرمای بیشتری تولید می کنند.