Měď nebo hliník, což je lepší pro kapalinové chlazení
S rychlým rozvojem technologie umělé inteligence, zejména v oborech, jako je hluboké učení a rozsáhlé jazykové modely, výrazně vzrostla poptávka po výpočetním výkonu. Dnešní modely umělé inteligence, jako je GPT-4o, mají desítky nebo dokonce miliardy parametrů a vyžadují obrovské výpočetní zdroje pro školení. Trénink těchto modelů vyžaduje velké množství GPU nebo TPU clusterů, které při plné zátěži generují značné množství tepla. Aby bylo možné zajistit odezvu aplikací v reálném čase, mnoho systémů umělé inteligence vyžaduje nepřetržitý provoz. Tyto systémy jsou obvykle nasazovány v datových centrech nebo na okrajových počítačových zařízeních, která také čelí problémům s vysokou spotřebou energie a chlazením.
S pokrokem v technologii čipů a rychlým růstem výpočetního výkonu serverů se budování velkých datových center s vysokou hustotou a vysokou spotřebou energie stalo nezbytnou volbou pro vyvážení výpočetního výkonu a ekologických předpisů. Chladicí systém je jednou z důležitých infrastruktur v datových centrech. Při provozu datových center s vysokou hustotou se tradiční chlazení vzduchem potýká s problémy nedostatečného odvodu tepla a vysoké spotřeby energie. Technologie kapalinového chlazení se stala optimálním řešením pro snížení PUE v datových centrech s více ekonomickými výhodami při výkonu 15 kW/skříň a vyšším.
Technologie kapalných chladicích desek je tepelné řešení, které nepřímo přenáší teplo komponent do chladicí kapaliny uzavřené v cirkulujícím potrubí přes studenou desku (uzavřenou dutinu složenou z kovů s vysokou tepelnou vodivostí, jako je měď a hliník), a poté využívá chlazení. kapalina k odvádění tepla.
Liquid Cold plate je nejstarší přijatá metoda chlazení kapalinou, s vysokou vyspělostí a relativně nízkou cenou. Podle údajů z výzkumu představuje kapalinové chlazení studených desek 90 % podílu na čínském trhu. Chlazení chladicí desky kapalinou je dosaženo těsným upevněním studené desky k topnému článku, přenosem tepla z topného článku do chladicí kapaliny ve studené desce. Je to jednoduché, drsné, ale účinné. Očekává se, že míra rozšíření technologie kapalinového chlazení v datových centrech bude v roce 2022 přibližně 5 až 8 %, přičemž vzduchové chlazení si stále drží více než 90 % podílu na trhu.
Tepelná vodivost mědi je asi 400 W/mK a tepelná vodivost hliníku je asi 235 W/mK. Tepelná vodivost mědi je mnohem vyšší než u hliníku. Proto mohou měděné studené desky teoreticky přenášet teplo generované servery rychleji do chladicí kapaliny, čímž se dosahuje účinnějšího odvodu tepla. Ačkoli tepelná vodivost hliníku není tak dobrá jako měď, jeho tepelná vodivost je relativně vysoká, což je dostatečné pro splnění požadavků na odvod tepla většiny kapalinou chlazených serverů.
Hustota mědi je relativně vysoká, asi 8,96 g/cm³, což činí měděnou studenou desku poměrně těžkou. To může představovat určité problémy pro konstrukční návrh a instalaci serveru. Hliník má nižší hustotu asi 2,70 g/cm³, což je mnohem lehčí než měď, takže hliníkové studené desky mají významnou výhodu v hmotnosti. Díky nízké hustotě hliníku jsou hliníkové studené desky lehčí. To je výhodné nejen pro snížení celkové hmotnosti serveru, ale může to také do určité míry zlepšit strukturální pevnost serveru. Hliníkový materiál je navíc lehčí, což je výhodné pro snížení celkové hmotnosti serverů a snížení nákladů na dopravu a instalaci.
Měděné a hliníkové studené desky mají své výhody a nevýhody při použití kapalinou chlazených serverů. V situacích, kdy jsou tepelné požadavky vysoké a náklady nejsou hlavním hlediskem, mohou být vhodnější měděné studené desky; Ve snaze o nákladovou efektivitu a nízkou hmotnost mohou mít hliníkové studené desky více výhod. Konkrétní výběr je třeba komplexně zvážit na základě požadavků a omezení konkrétního scénáře aplikace. Pokud dokážeme podrobně porozumět konkrétním situacím, jako je tepelná zátěž, rozpočet, omezení hmotnosti atd. v aplikačním scénáři, může nám to pomoci učinit přesnější rozhodnutí.
