Com fer front a la creixent demanda de tecnologia de refrigeració als servidors d'IA
Actualment, el mòdul de dissipació de calor es compon principalment de tecnologia de dissipació de calor híbrida activa i passiva que conté tubs tèrmics. El mòdul de dissipació de calor del tub de calor està dissenyat i combinat amb components com ara difusors d'aire, dissipadors de calor i canonades tèrmiques, que poden proporcionar un entorn operatiu de dissipació de calor a temperatura uniforme per als components electrònics interns, fent que el funcionament dels equips electrònics sigui més estable. Amb la tendència dels productes electrònics de terminals multifuncionals i lleugers, la fàbrica de mòduls tèrmics s'ha convertit en el disseny de solucions tèrmiques basades principalment en la cambra de vapor i el tub de calor.
El mòdul dissipador de calor es divideix en dos tipus: "dissipador de calor refrigerat per aire" i "dissipador de calor refrigerat per líquid". Entre ells, la solució refrigerada per aire és l'ús de l'aire com a mitjà, a través de materials intermedis com els materials d'interfície de calor, la cambra de vapor (VC) o els tubs de calor, i es dissipa per convecció entre el dissipador de calor o ventilador i l'aire. "El refredament líquid s'aconsegueix principalment mitjançant la convecció amb el líquid, refredant així el xip, però, a mesura que augmenta la generació de calor i el volum del xip, augmenta el consum d'energia del disseny tèrmic (TDP) del xip i l'ús de refrigeració per aire. la dissipació de la calor es torna gradualment insuficient.
Amb el desenvolupament de l'Internet de les coses, la informàtica de punta i les aplicacions 5G, la IA de dades ha impulsat el poder informàtic global en un període de ràpid creixement. Segons la firma d'investigació TrendForce, el volum d'enviament de servidors d'IA equipats amb GPGPU (GPU de propòsit general) va representar al voltant de l'1% el 2022. Tanmateix, el 2023, impulsat per les aplicacions ChatGPT, s'espera que el volum d'enviament de servidors d'IA creixi. un 38,4% i la taxa de creixement anual composta global dels enviaments de servidors d'IA del 2022 al 2026 arribarà al 29%.
Hi ha dues direccions principals per al disseny de la propera generació de mòduls dissipadors de calor. Un és actualitzar els mòduls de dissipació de calor existents amb cambra de vapor 3D (3DVC) i l'altre és introduir un sistema de refrigeració líquida, utilitzant líquid com a mitjà convectiu per millorar l'eficiència tèrmica. Per tant, el nombre de casos de prova de refrigeració líquida augmentarà significativament el 2023, però 3DVC és només una solució de transició. Es calcula que del 2024 al 2025 entrarem en l'era del refredament paral·lel de gas i líquid.
Amb l'augment de ChatGPT, la IA generativa ha augmentat els enviaments de servidors, juntament amb els requisits per actualitzar les especificacions dels mòduls dissipadors de calor que els condueixen cap a solucions de refrigeració líquida per complir els estrictes requisits dels servidors per a la dissipació de calor i l'estabilitat. Actualment, la indústria utilitza principalment la tecnologia de refrigeració per immersió monofàsica en refrigeració líquida per resoldre el problema de dissipació de calor dels servidors o peces de calefacció d'alta densitat, però encara hi ha un límit superior de 600 W, perquè ChatGPT o servidors d'ordre superior necessiten un Capacitat de dissipació de calor de més de 700 W per fer front.
A partir del fet que el sistema de refrigeració representa aproximadament el 33% del consum total d'energia al centre de dades, reduir el consum total d'electricitat i reduir l'eficiència en l'ús d'energia inclou millorar el sistema de refrigeració, els equips d'informació i l'ús d'energies renovables. L'aigua té una capacitat calorífica quatre vegades superior a l'aire. Per tant, quan s'introdueix un sistema de refrigeració líquida, només es necessita 1U d'espai per a la placa de refrigeració líquida. Segons les proves de NVIDIA, per aconseguir la mateixa potència de càlcul, el nombre d'armaris necessaris per a la refrigeració líquida es pot reduir en un 66% El consum d'energia es pot reduir en un 28%, el PUE es pot reduir d'1,6 a 1,15 i l'eficiència computacional es pot millorar. .
La informàtica ràpida condueix a una millora contínua en TDP i els servidors d'IA tenen requisits més alts per a la dissipació de calor. La refrigeració tradicional per tubs de calor s'acosta al seu límit i és inevitable introduir solucions tèrmiques refrigerades per líquid.
