چالش حرارتی توسعه تراشه با قدرت بالا

یک روند آشکار در زمینه محاسبات با کارایی بالا (HPC) این است که مصرف انرژی هر تراشه و واحد رک به دلیل محدودیت های خنک کننده هوا متوقف نمی شود. با توجه به این واقعیت که ابر رایانه ها و سایر سیستم های با کارایی بالا به این محدودیت ها رسیده اند و در برخی موارد از آنها فراتر رفته اند: نیازهای برق و چگالی توان همچنان در حال گسترش هستند.

با بهبود مستمر گره‌های فرآیند، فرآیند تراشه به حد فیزیکی خود نزدیک می‌شود و عملکردهای آن روزبه‌روز قدرتمندتر می‌شوند که نه تنها یکپارچگی بالاتر بلکه مصرف انرژی بالاتری را نیز به همراه دارد. بنابراین، اتلاف گرما به کانون توجه روزافزون تولیدکنندگان تبدیل شده است. علاوه بر این، برای مراکز داده، خنک کننده هوا دارای مشکلاتی در قابلیت اطمینان، بهره وری انرژی، نویز و سایر جنبه ها است. بنابراین، فناوری خنک کننده مایع به طور گسترده ای به شکل خنک کننده مستقیم به تراشه در ابررایانه های پرسرعت در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

با در نظر گرفتن CPU آشنای رایانه شخصی، در چند سال گذشته، اکثر محصولات پرچمدار اینتل و AMD همچنان سطح مصرف انرژی 95 وات را حفظ کرده اند. سپس، با شروع از نسل نهم پردازنده‌های Core، اینتل اولین کسی بود که مصرف برق معمولی پردازنده‌ها را به 125 وات کاهش داد و سپس پردازنده‌های نسل دهم و یازدهم Core با مصرف انرژی بیش از 200 وات وجود داشت. ناگفته نماند در زمینه ایستگاه های کاری پیشرفته، Xeon 2699V3 در سال 2014 فقط 145 وات مصرف داشت و تا سال 2017، مصرف برق پیش فرض 300 وات برای E{13}}P V4 ظاهر شد. امروزه، پردازنده اصلی Xeon 9282 56 حتی به مصرف برق ۴۰۰ وات رسیده است.

برای آزادسازی کامل عملکرد تراشه ها، اتلاف حرارت عالی ضروری است. در همان زمان، اینتل اولین راه حل خنک کننده مایع غوطه ور با مالکیت معنوی باز و طراحی مرجع را برای مراکز داده در صنعت منتشر کرده است که یک راه حل خنک کننده کلی باز، آسان برای استقرار و مقیاس پذیر است. این به شرکا کمک می کند تا استقرار و استفاده از راه حل های اینتل را برای مقابله با روند افزایش قدرت و تراکم در مراکز داده تسریع کنند و در نتیجه کارایی عملیاتی را بهبود بخشند.

طبق داده ها، مصرف برق مرکزی تقریباً 1٪ تقاضای جهانی برق و 0.3٪ از انتشار کربن جهانی را تشکیل می دهد. هدف اینتل تسریع نوآوری با سرمایه‌گذاری در فناوری خنک‌کننده استاندارد و تحقیق و توسعه است، که بیشتر نشان دهنده تعهد قاطع اینتل به راه‌حل‌های فناوری پایدار است. تحقیقات نشان داده است که خنک کننده همهجانبه که از بازیابی انرژی و استفاده مجدد پشتیبانی می کند می تواند انتشار کربن را تا 45 درصد در مقایسه با مراکز داده سنتی کاهش دهد.