AI a tepelné chlazení
Aplikace AI urychlují vývoj datových center směrem k vysoké hustotě. Tváří v tvář prudkému nárůstu dat a výpočetní techniky způsobené umělou inteligencí a rostoucímu nedostatku zdrojů datových center, zejména v prvotřídních městech, lze pouze zlepšením výpočetního výkonu, úložiště a přenosových schopností na jednotku plochy počítačové místnosti maximalizovat hodnotu datového centra. Zavedení vysoce výpočetních AI čipů urychlí vývojový trend vysoké hustoty výkonu serverů.
Jak ChatGPT zapaluje nové kolo nadšení pro aplikace umělé inteligence, domácí i zahraniční datová centra a výrobci cloudových obchodů začali podporovat budování infrastruktury AI a podíl serverů s umělou inteligencí na všech serverech se postupně zvyšuje. Podle údajů TrendForce představoval roční objem dodávek serverů s umělou inteligencí vybavených GPGPU v roce 2022 téměř 1 procento všech serverů. V roce 2023 se s podporou aplikací umělé inteligence, jako je ChatGPT, očekává nárůst objemu dodávek serverů s umělou inteligencí. meziročně o 8 procent. Od roku 2022 do roku 2026 se očekává, že objem zásilek CAGR dosáhne 10,8 procenta. GPU se používají hlavně pro servery s umělou inteligencí, hlavně Nvidia H100, A100, A800 (dodávané hlavně do Číny), stejně jako řady AMD MI250 a MI250X, Poměr NVIDIA a AMD je přibližně 8:2.
Vliv otáček ventilátoru nad 4000 ot/min na tepelný odpor je omezený. Podle CNKI se ve vzduchem chlazeném systému rychlost ventilátoru zvyšuje z 1000 ot./min na 4000 ot./min. a odvodu tepla od třísek dominuje konvekce. Se zvýšením průtoku výrazně roste součinitel prostupu tepla konvekcí. Chlazení vzduchem může účinně zlepšit problémy s odvodem tepla čipu. Když otáčky ventilátoru překročí 4000 ot/min, pokles odporu přenosu tepla je relativně mírný a zvýšení rychlosti může pouze zlepšit přenos tepla vzduchem, což má za následek snížení efektu rozptylu tepla. Trendem budoucího vývoje je kapalinové chlazení na úrovni čipu. V prostoru serveru 2U je 250W přibližně limit pro chlazení vzduchem a odvod tepla; Vzduchové chlazení nad 4U může dosáhnout 400-600W; TDP čipů AI obecně přesahuje 400 W, většinou s použitím 4-8U. Tradiční vzduchem chlazený odvod tepla dosáhl svého limitu. Kontrola teploty čipu je zvláště důležitá pro stabilní a nepřetržitý provoz s maximální teplotou nepřesahující 85 stupňů. Nadměrná teplota může způsobit poškození čipu. V rámci 70-80 stupňů každé zvýšení teploty jedné elektronické součásti o 10 stupňů snižuje spolehlivost systému o 50 procent. Proto v souvislosti se zvýšeným výkonem bude chladicí systém upgradován na kapalinové chlazení na úrovni čipu.
Ve srovnání s chlazením vzduchem může kapalinové chlazení nejen splnit požadavky na odvod tepla u skříní s vysokou hustotou výkonu, ale také dosáhnout nižšího PUE a vyššího výkonu (GUE). Ve srovnání s tradičním vzduchovým chlazením je PUE kapalinového chlazení studenými deskami obecně 1,1x s GUE více než 75 procent, zatímco PUE ponorného kapalinového chlazení může být až 1.0x s GUE přes 80 procent. Současné použití technologie kapalinového chlazení může odstranit některé nebo dokonce všechny ventilátory IT zařízení (obvykle se spotřeba energie ventilátoru počítá také ve spotřebě energie serverového zařízení). U ponořeného kapalinového chlazení může odstranění ventilátoru serveru snížit spotřebu energie serveru o přibližně 4 procenta -15 procent.
Současná vyspělost technologie chlazení chladicími deskami je relativně vysoká a je hlavním proudem v technologii chlazení kapalinou. Za předpokladu, že současný podíl je 80 procent. V budoucnu se očekává, že s vyspělostí technologie imerzního kapalinového chlazení bude celkový podíl postupně narůstat. Na základě komplexních výpočtů přinesou školení a odvození velkých modelů AI prostor na trhu s kapalinovým chlazením ve výši 4 miliard RMB. Se zvýšením parametrů modelu a podporou používání zažije trh kapalinového chlazení v příštích čtyřech letech složené roční tempo růstu 60 procent.
Věříme, že se očekává, že velký model umělé inteligence povede ke zvýšení poptávky po výpočetním výkonu, bude řídit výstavbu inteligentních výpočetních a superpočítačových center s vysokou hustotou výkonu, urychlí zavádění podpůrných zařízení, jako jsou systémy chlazení kapalin, na trh a v budoucnu , s výstavbou nových datových center a transformací stávajících datových center se očekává rychlý nárůst celkové míry penetrace. V současné době je průmysl kapalinového chlazení stále v rané fázi vývoje a je optimistický ohledně výrobců s předním uspořádáním v technologii a výrobní kapacitě.
