AIGC urychluje explozi trhu s kapalinovým chlazením na úrovni čipů
AIGC podporuje vysoké nároky na výpočetní výkon. AIGC je založeno na velkých modelech a velkých datech. Generativní model/multimodální přístup v AIGC vyžaduje především inteligentní výpočetní výkon. V roce 2021 je celkový rozsah globálního výpočetního výkonu výpočetního zařízení/inteligentního výpočetního výkonu 615/232EFlops a očekává se, že do roku 2030 vzroste na 56/52,5ZFlops s CAGR65 procent /80 procent; Doba zdvojnásobení průměrného výpočetního výkonu byla zkrácena na 9,9 měsíce.
Kapalné chlazení na úrovni čipu se stalo hlavním chladicím řešením. Zvýšení spotřeby energie vede ke zvýšení požadavků na chlazení: spotřeba procesoru Intel přesahuje 350 W, spotřeba GPU NVIDIA přesahuje 700 W a hustota výpočetního výkonu AI clusteru obecně dosahuje 50 kW/skříň. Chlazení vzduchu a odvod tepla dosáhly stropu kapacity: výkon skříně přesahující 15 kW je strop kapacity chlazení vzduchu a tepelná vodivost kapaliny je 15-25krát větší než vzduch. Existuje naléhavá potřeba modernizace kapalinového chlazení. Chlazení se stále více přibližuje hlavnímu zdroji tepla: očekává se, že se bude vyvíjet z úrovně místnosti, úrovně skříně a úrovně serveru na úroveň čipu. Přísná politická regulace urychluje infiltraci kapalinového chlazení: Spotřeba energie systémů regulace teploty je jedním z klíčových faktorů při snižování PUE. Na pozadí duálního uhlíku je požadavek PUE pro uzel East Digital West Computing nižší než 1,25/1,2.
Za zlepšením výpočetního výkonu musí mít čipy vyšší výpočetní efektivitu a dokončit více výpočtů v kratším čase, což nevyhnutelně vede ke zvýšení spotřeby energie čipu. Podle ODCC „White Paper on the Reliability of Cold Plate Liquid Cooled Servers“ v roce 2022 spotřeba jednoho CPU čtvrté generace serverového procesoru Intel přesáhla 350 wattů, spotřeba energie jediného GPU čipu NVIDIA přesáhla 700 wattů, a hustota výpočetního výkonu clusteru AI obecně dosáhla 50 kW/skříň. Provozní teplota čipu výrazně ovlivňuje jeho výkon a zvýšení hustoty výkonu výrazně zvyšuje hustotu tepelného toku čipu, což má za následek zvýšení teploty čipu. V tradičních čipech je 98 procent objemu využito na chlazení a pouze 2 procenta na výpočet a provoz. Je však stále obtížné vyřešit současný problém s odvodem tepla. S neustálým a rychlým zlepšováním výkonu čipu bude problém s odvodem tepla stále významnější.
Při volbě chladicích médií existuje také další trend k výběru chladicích médií s lepší účinností chlazení. Podle údajů CDCC je tepelná vodivost kapalin 15-25krát vyšší než vodivost vzduchu. S nárůstem tepelné hustoty se očekává, že kapalinové chlazení nahradí chlazení vzduchem, aby se dosáhlo účinnějšího odvodu tepla. Podle bílé knihy Intel „Innovative Practice for Green Data Centers – Cold Plate Liquid Cooling System Design Reference“ mohou datová centra, která používají chlazení vzduchem, obvykle vyřešit chlazení skříně do 12 kW, přičemž výkon skříně překračuje 15 kW. Ve srovnání se stávajícími vzduchem chlazenými datovými centry bylo dosaženo stropu kapacity pro odvod tepla prouděním vzduchu a technologie kapalinového chlazení jako technologie se silnější kapacitou odvodu tepla může podporovat vyšší hustotu výkonu.
Současná řešení odvodu tepla na úrovni čipu zahrnují hlavně technologii chlazení kapalinou, technologii akumulace tepla s fázovou změnou, technologii chlazení odpařováním atd. Technologie chlazení kapalinou je jedním z důležitých řešení odvodu tepla na úrovni čipu a očekává se, že se v budoucnu stane hlavním proudem . V technologii kapalinového chlazení se jedná o studené desky, ponoření, stříkání atd. V současné době je vývoj typu studených desek a ponorů relativně vyspělý ve srovnání s typem spreje.
Budoucí růst serverů s umělou inteligencí, poháněný společností AIGC, je nadále optimistický. Podle údajů IDC byla velikost globálního trhu serverů s umělou inteligencí v roce 2021 15,6 miliardy amerických dolarů a očekává se, že globální trh inteligentních serverů s umělou inteligencí dosáhne do roku 2025 31,8 miliardy amerických dolarů s CAGR 19,5 procent ; V roce 2021 dosáhl rozsah čínského trhu serverů AI 35 miliard RMB a očekává se, že rozsah čínského trhu serverů AI dosáhne do roku 2025 70,2 miliardy RMB s CAGR 19,0 procenta. Očekává se, že AIGC dále urychlí růst serverů s umělou inteligencí.
