نرم افزار خنک کننده Thermosyphon در پردازنده گرافیکی سرور

   با توسعه یادگیری عمیق، شبیه‌سازی، طراحی BIM و کاربردهای صنعت AEC در صنایع مختلف، به برکت فناوری GPU مجازی فناوری AI، تجزیه و تحلیل توان محاسباتی GPU قدرتمند مورد نیاز است. هم سرورهای GPU و هم ایستگاه های کاری GPU مینیاتوری، ماژولار شده و بسیار یکپارچه هستند. چگالی جریان گرما اغلب به 7-10 برابر تجهیزات سرور GPU سنتی خنک‌شده با هوا می‌رسد. به دلیل نصب متمرکز ماژول ها، تعداد زیادی کارت گرافیک NVIDIA GPU با گرمای زیاد وجود دارد، بنابراین مشکل اتلاف گرما بسیار برجسته است. در گذشته، فناوری طراحی اتلاف گرما که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گرفت، دیگر نمی‌تواند الزامات سیستم‌های جدید را برآورده کند. سرورهای GPU سنتی خنک‌کننده با آب یا سرورهای GPU خنک‌شونده مایع را نمی‌توان از پشتیبانی فن‌ها جدا کرد. امروز فناوری اتلاف حرارت ترموسیفون را تحلیل خواهیم کرد.

   در حال حاضر، فناوری خنک‌کننده ترموسیفون در بازار عمدتاً از یک هیت سینک ستونی یا صفحه‌ای به عنوان بدنه استفاده می‌کند، یک لوله متوسط ​​حرارتی به پایین هیت سینک وارد می‌شود، یک سیال کار به پوسته تزریق می‌شود و یک محیط خلاء ایجاد می‌شود. این یک لوله حرارتی گرانشی دمای معمولی است. روند کار به شرح زیر است: در پایینسینک حرارتی، سیستم گرمایش سیال کار در پوسته را از طریق لوله گرما گرم می کند. در محدوده دمای کاری، سیال کار می‌جوشد و بخار به قسمت بالایی سیال بالا می‌رود.سینک حرارتیبرای متراکم و آزاد کردن گرما، و میعانات در امتداد دیواره داخلی جریان می یابدسینک حرارتی. رفلاکس به بخش گرمایش گرم شده و دوباره تبخیر می شود و گرما از طریق تغییر فاز سیکل پیوسته سیال کار برای رسیدن به هدف گرمایش و گرمایش از منبع گرما به سینک حرارتی منتقل می شود.

کاربرد خنک کننده حرارتی در ایستگاه های کاری GPU
چگونه هر نسل از خنک کننده های پردازنده گام به گام تا حد عملکرد تئوری معاصر حرکت می کنند؟ از ابتدایی ترین هیت سینک آلومینیومی تا به امروز، انتخاب خوبی است. شاید فکر کنید از آنجایی که استفاده از برخی باله های کوچک بسیار آسان است، آیا استفاده از باله های بیشتر و بزرگتر بهتر است؟ با این حال، نتیجه چنین نیست. هر چه پره ها از منبع گرما دورتر باشند، دمای باله ها کمتر می شود. هنگامی که دما به دمای هوای اطراف کاهش می یابد، مهم نیست که پره ها چقدر طولانی ساخته شوند، انتقال حرارت به افزایش ادامه نخواهد یافت.

   هنگامی که مصرف توان محاسباتی GPU مدرن به محدوده 75 تا 350 وات یا حتی بیشتر می رسد، مهندسان طراحی حرارتی به توسعه روش های جدید اتلاف گرما روی می آورند. لوله حرارتی خود ظرفیت اتلاف حرارت رادیاتور را افزایش نمی دهد. عملکرد آن استفاده همزمان از رسانش گرما و همرفت گرما برای دستیابی به راندمان انتقال حرارت بسیار بالاتر از خود فلز است.

    در اوایل سال 1937، فناوری ترموسیفون ظاهر شد. در حین کار عادی، مایع داخل لوله حرارتی می جوشد و بخار از طریق محفظه بخار به انتهای تراکم می رسد و سپس بخار به مایع برمی گردد و سپس از طریق هسته لوله به منبع گرما باز می گردد. هسته لوله معمولاً در فلز متخلخل است. اما اگر لوله حرارتی بیش از حد گرما جذب کند، پدیده «خشک شدن لوله حرارتی» رخ می دهد. این مایع نه تنها در محفظه بخار تبدیل به بخار می شود، بلکه در هسته لوله نیز تبدیل به بخار می شود که از برگشت آن به مایع برای بازگشت به منبع گرما جلوگیری می کند که مقاومت حرارتی لوله حرارتی را به شدت افزایش می دهد.

اکنون نقطه برجسته ما در حال آمدن ترموسیفون است. اتلاف حرارت ترموسیفون مانند یک لوله حرارتی نیست که از یک هسته لوله برای بازگرداندن مایع به انتهای تبخیر استفاده می کند، بلکه فقط از گرانش استفاده می کند، همراه با برخی طرح های مبتکرانه برای تشکیل یک گردش خون، و از فرآیند تبخیر مایع به عنوان پمپ آب استفاده می کند. . این یک فناوری جدید نیست، در کاربردهای صنعتی با انتشار حرارت زیاد بسیار رایج است.

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