Problém rozptylu tepla technologie tepelného rozptylu tepla server-termosyfon GPU

S rozvojem hloubkového učení, simulace, návrhu BIM a průmyslových aplikací AEC v různých průmyslových odvětvích, pod požehnáním technologie virtuálních GPU technologie AI, je nutná výkonná analýza výpočetního výkonu GPU. Servery GPU i pracovní stanice GPU bývají miniaturizované, modularizované a vysoce integrované. Hustota tepelného toku často dosahuje 7–10krát větší než u tradičního vzduchem chlazeného serverového zařízení GPU. Vzhledem k centralizované instalaci modulů existuje velké množství grafických karet NVIDIA GPU s velkým množstvím tepla, takže problém s odvodem tepla je velmi prominentní. V minulosti již běžně používaná technologie návrhu odvodu tepla již nemohla splňovat požadavky nových systémů. Tradiční vodou chlazené servery GPU nebo kapalinou chlazené servery GPU nelze oddělit od podpory fanoušků. Dnes budeme analyzovat technologii rozptylu tepla termosifonem.

V současné době technologie termosifonového odvodu tepla na trhu využívá jako těleso především sloupový nebo deskový radiátor, do spodní části chladiče je vložena trubice tepelného média, do pláště je vstřikována pracovní tekutina a je vytvořeno vakuové prostředí . Toto je gravitační tepelné potrubí s normální teplotou. Pracovní postup je následující: Ve spodní části chladiče ohřívá topný systém pracovní tekutinu ve skořepině potrubím tepelného média. V rozsahu pracovních teplot pracovní tekutina vře a pára stoupá do horní části chladiče, aby kondenzovala a uvolňovala teplo, a kondenzát proudí podél vnitřní stěny chladiče. Zpětný tok do topné sekce se zahřívá a znovu odpařuje a teplo se přenáší ze zdroje tepla do chladiče prostřednictvím fázové změny pracovního média kontinuálního cyklu, aby se dosáhlo účelu ohřevu a ohřevu.

1 Aplikace termosyfonového odvodu tepla na pracovních stanicích GPU

Jak se každá generace chladiče CPU posouvá krok za krokem na hranici současného teoretického výkonu. Od nejprimitivnějšího hliníkového chladiče až po současnost je to dobrá volba. Můžete si myslet, že protože některé malé ploutve jsou tak snadno použitelné, je stále lepší používat větší a větší ploutve? Výsledek však neplatí. Čím dále jsou žebra od zdroje tepla, tím nižší je teplota žeber. Když teplota klesne na teplotu okolního vzduchu, bez ohledu na to, jak dlouhá jsou žebra, přestup tepla se nadále nezvyšuje.

Když moderní spotřeba výpočetní energie GPU vstoupí do rozsahu 75 až 350 wattů nebo ještě výše, inženýři tepelného designu se obrátí k vývoji nových metod odvodu tepla. Tepelná trubka sama o sobě nezvyšuje schopnost odvádět teplo radiátoru. Jeho funkcí je využívat současně vedení tepla a vedení tepla k dosažení účinnosti přenosu tepla mnohem vyšší, než je tomu u samotného kovu.

Již v roce 1937 se objevila technologie termosifonu. Během normálního provozu by kapalina uvnitř tepelného potrubí vřela a pára by dosáhla kondenzačního konce přes parní komoru a poté by se pára vrátila do kapaliny a poté by se vrátila do zdroje tepla skrz jádro trubice. Jádro trubky je obvykle ze slinutého kovu. Pokud však tepelná trubice absorbuje příliš mnoho tepla, fenomén&"vysychání tepelného potrubí &"; objeví se. Kapalina se nejen stává párou v parní komoře, ale také se stává párou v jádru trubice, což brání tomu, aby se změnila zpět na kapalinu, aby se vrátila do zdroje tepla, což výrazně zvyšuje tepelný odpor tepelné trubice.

Nyní je naším vrcholem nadcházející termosyfon. Odvod tepla termosyfonem není jako tepelná trubka, která využívá trubicové jádro k přivedení kapaliny zpět na odpařovací konec, ale využívá pouze gravitaci, spojenou s některými důmyslnými konstrukcemi k vytvoření oběhu, a využívá proces odpařování kapaliny jako vodní čerpadlo . Nejde o novou technologii, je velmi běžná v průmyslových aplikacích s velkým uvolňováním tepla.

Obecně lze říci, že chladivo uvnitř GPU bude vařit, proudí nahoru do kondenzační strany uvnitř, změní se zpět na kapalinu a vrátí se na odpařovací stranu. Teoreticky existují dvě hlavní výhody:

1. Vyhněte se vysychání tepelných trubek a lze je použít k přetaktování ultravysokých výkonových čipů

2. Protože vodní čerpadlo není potřeba, je spolehlivost lepší než tradiční integrované vodní chlazení

Nejdůležitějším bodem odvodu tepla termosifonem je, že jeho tloušťka se zmenší z tradičních 103 mm na pouhých 30 mm (zmenší se na méně než jednu třetinu) a tvar je relativně malý a neohrozí výkon. Aby se usnadnilo zpracování zařízení pro odvod tepla termosyfonem, většina výrobců v současné době používá hliníkové materiály. Používá se také měď a teplota může být snížena o 5-10 stupňů, pouze pro servery GPU, které generují více tepla.