فناوری خنک کننده Thermosyphon مشکل گرمای سرور GPU را حل می کند

با توسعه یادگیری عمیق، شبیه‌سازی، طراحی BIM و برنامه‌های AEC در همه جنبه‌های زندگی، با پشتیبانی از فناوری هوش مصنوعی و فناوری GPU مجازی، تحلیل توان محاسباتی قدرتمند GPU مورد نیاز است. هم سرورهای GPU و هم ایستگاه های کاری GPU مینیاتوری، ماژولار و بسیار یکپارچه هستند. چگالی شار حرارتی اغلب به 7-10 برابر تجهیزات سرور GPU خنک‌کننده هوای سنتی می‌رسد.

با توجه به طرح نصب متمرکز ماژول، تعداد زیادی کارت گرافیک NVIDIA GPU با تولید گرمای زیاد وجود دارد، بنابراین مشکل اتلاف گرما بسیار مهم است. در گذشته، طراحی حرارتی متداول مورد استفاده نتوانسته است نیازهای استفاده سیستم جدید را برآورده کند. سرور سنتی GPU خنک کننده مایع یا سرور GPU خنک کننده مایع از نعمت فن جدا نیست. فن آوری خنک کننده ترموسیفون به تدریج در اتلاف گرمای سرور به طور گسترده استفاده می شود.

در حال حاضر، فناوری خنک کننده ترموسیفون در بازار عمدتاً از رادیاتور ستونی یا صفحه ای به عنوان بدنه استفاده می کند، به لوله گرما در پایین رادیاتور نفوذ می کند، محیط خنک کننده را به پوسته تزریق می کند و یک محیط خلاء ایجاد می کند. این یک لوله حرارتی گرانشی دمای معمولی است.

فرآیند کار به شرح زیر است: در پایین رادیاتور، سیستم گرمایش محیط کار را در پوسته از طریق لوله گرما گرم می کند. در محدوده دمای کار، محیط کار به جوش می آید، بخار برای تراکم و آزاد شدن گرما به قسمت بالایی رادیاتور بالا می رود، میعانات دوباره به قسمت گرمایش در امتداد دیواره داخلی رادیاتور جریان می یابد و دوباره گرم شده و تبخیر می شود. گرما از منبع گرما به سینک حرارتی از طریق تغییر فاز مداوم در گردش محیط کار برای دستیابی به گرمایش هدف گرمایش منتقل می شود.

از سینک حرارتی اکستروژن اصلی آلومینیومی گرفته تا هیت سینک خنک کننده هوای جدید، هنوز هم استفاده از پره های بیشتر برای عملکرد خنک کننده بهتر انتخاب خوبی است. شاید فکر کنید از آنجایی که استفاده از برخی باله های کوچک بسیار آسان است، آیا بهتر است از باله های بیشتر و بزرگتر استفاده کنید؟ با این حال، هرچه پره از منبع گرما دورتر باشد، دمای باله کمتر می شود، که به معنای اثرات خنک کنندگی محدود است. 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.

برخلاف لوله حرارتی، اتلاف حرارت ترموسیفون از هسته لوله برای بازگرداندن مایع به انتهای تبخیر استفاده می کند، اما فقط از جاذبه و برخی طرح های مبتکرانه برای تشکیل یک چرخه استفاده می کند که از فرآیند تبخیر مایع به عنوان پمپ آب استفاده می کند. این یک فناوری جدید نیست و در کاربردهای صنعتی با انتشار حرارت بالا رایج است.

به طور کلی، مبرد داخل GPU می جوشد، به سمت بالا جریان می یابد و به انتهای متراکم می رسد، دوباره به مایع تبدیل می شود و به انتهای تبخیر باز می گردد. از نظر تئوری دو مزیت وجود دارد:

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

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

مهم ترین نکته خنک سازی ترموسیفون در حال حاضر این است که ضخامت آن از 103 میلی متر سنتی به تنها 30 میلی متر (کمتر از یک سوم) کاهش می یابد. شکل نسبتاً کوچکی دارد و به عملکرد آسیب نمی رساند. به منظور تسهیل در پردازش، اکثر تولید کنندگان در حال حاضر از مواد آلومینیومی استفاده می کنند. از مس نیز استفاده می شود و دما ممکن است 5-10 درجه بیشتر کاهش یابد. این فقط برای سرورهای GPU با ظرفیت گرمایش بالا است، با فناوری توسعه یافته، محلول حرارتی ترموسیفون بیشتر و بیشتر در برنامه های کاربردی دیگر در آینده استفاده خواهد شد.