Technologie a tržní trendy AI chlazení

Vzhledem k rychlému nárůstu poptávky po výpočetním výkonu AI se současně výrazně zlepšil výkon a spotřeba energie čipů AI. Horní hranice spotřeby u vzduchem chlazeného čipu je kolem 800W a hospodárnost klesá, když vzduchem chlazený čip dosáhne limitu výkonu. K udržení normálního provozu zařízení jsou zapotřebí výkonnější a účinnější řešení chlazení.

Pokud budeme usilovat pouze o zlepšení technologie inženýrství odvodu tepla a provedeme některé drobné úpravy nebo optimalizace původního plánu, rychlost postupu a modernizace bude pomalejší a rozdíl mezi poskytovanou kapacitou odvodu tepla a požadavkem na vysoký výkon a vysoký výpočetní výkon bude stále větší. Pouze pomocí některých kreativních a převratných chladicích technologií můžeme zásadně dosáhnout rozsahu nebo několikanásobného zlepšení kapacity a vyřešit problém prohlubující se propasti mezi nabídkou chlazení výkonu čipu a poptávkou, které tradiční technologie čelí.

Pokud jde o technologii chlazení, současný modul pro odvod tepla se skládá převážně z aktivní a pasivní hybridní tepelné technologie. V současné době se tepelné moduly dělí na chlazení vzduchem a chlazení kapalinou:
Chlazení vzduchem je proces využití vzduchu jako média k odvádění tepla přes mezilehlé materiály, jako jsou materiály tepelného rozhraní, chladiče (VC) nebo tepelné trubky, prostřednictvím konvekce mezi chladičem nebo ventilátorem a vzduchem.
Odvodu tepla při chlazení kapalinou je dosaženo prostřednictvím nebo imerzního odvodu tepla, zejména prostřednictvím konvekce s kapalným teplem pro chlazení čipu. S rostoucím a klesajícím množstvím tepla a objemem čipu se však zvyšuje spotřeba tepelného výkonu (TDP) čipu a odvod tepla vzduchovým chlazením se postupně stává nedostatečným pro použití.

A na současném trhu existují 2 hlavní tepelná řešení kapalinového chlazení, první hlavní proudové řešení kapalinového chlazení je prostřednictvím cirkulace vody, která vstupuje do těla pomocí čerpadel a potrubí, aby odebírala tepelnou energii. Dalším typem je imerzní technologie, která umísťuje zdroj tepla (jako je čip) do nevodivé kapaliny, aby odebírala tepelnou energii. Proto, aby se zlepšila hustota výkonu jedné skříně, byla široce používána řešení chlazení kapalinou. v datových centrech v posledních letech. Lze to zhruba rozdělit na dvě technické cesty: Cold Plate a Immersion.
První nepřímo přenáší teplo ohřívacího zařízení do chladicí kapaliny uzavřené v cirkulačním potrubí přes studenou desku; Ten přímo umísťuje topné zařízení a desku plošných spojů jako celek do kapaliny. Kapalina má ve srovnání se vzduchovým médiem vyšší tepelnou vodivost, větší měrnou tepelnou kapacitu a silnější schopnost absorpce tepla. Kromě toho má kapalinové chlazení také významné výhody v provozu náklady.

Vzhledem k rychlému nárůstu poptávky po výpočetním výkonu AI vykazuje zlepšování výkonu souvisejících CPU/GPU zrychlující se trend. Odvod tepla, průmysl, kterému se dříve nevěnovala velká pozornost, se stává stále důležitějším kvůli explozivnímu nárůstu dat a výpočetní techniky, který přinesla AI. Míra pronikání kapalinového chlazení se do roku 2025 vyšplhá ze současných méně než 10 % na 20 %.