AI en thermische koeling
AI-toepassingen versnellen de evolutie van datacenters naar hoge dichtheid. Geconfronteerd met de explosieve groei van data en computergebruik als gevolg van AI, en met de toenemende schaarste aan datacenterbronnen, vooral in eersteklas steden, kan alleen door het verbeteren van de rekenkracht, de opslag- en transmissiemogelijkheden per oppervlakte-eenheid van de computerruimte de waarde van het datacenter wordt gemaximaliseerd. De introductie van high computing AI-chips zal de evolutietrend van een hoge vermogensdichtheid van servers versnellen.
Terwijl ChatGPT een nieuwe ronde van enthousiasme voor kunstmatige-intelligentietoepassingen aanwakkert, zijn binnenlandse en buitenlandse datacenters en fabrikanten van cloudbedrijven begonnen de bouw van AI-infrastructuur te promoten, en het aandeel van AI-serververzendingen op alle servers neemt geleidelijk toe. Volgens gegevens van TrendForce was het jaarlijkse verzendvolume van AI-servers uitgerust met GPGPU's in 2022 goed voor bijna 1 procent van alle servers. In 2023 zal het verzendvolume van AI-servers, met de steun van kunstmatige-intelligentietoepassingen zoals ChatGPT, naar verwachting toenemen. met 8 procent op jaarbasis. Van 2022 tot 2026 zal het CAGR-verzendingsvolume naar verwachting 10,8 procent bedragen. GPU's worden voornamelijk gebruikt voor AI-servers, voornamelijk Nvidia H100, A100, A800 (voornamelijk verzonden naar China), evenals AMD MI250- en MI250X-series. De verhouding tussen NVIDIA en AMD is ongeveer 8:2.
Het effect van een ventilatorsnelheid hoger dan 4000 tpm op de thermische weerstand is beperkt. Volgens CNKI neemt in een luchtgekoeld systeem de ventilatorsnelheid toe van 1000 tpm naar 4000 tpm, en domineert convectie de warmteafvoer van de chip. Met een toename van de stroomsnelheid neemt de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt aanzienlijk toe. Luchtkoeling kan problemen met de warmteafvoer van de chip effectief verbeteren. Wanneer de ventilatorsnelheid hoger is dan 4000 tpm, is de afname van de warmteoverdrachtsweerstand relatief mild, en een snelheidsverhoging kan de warmteoverdracht met lucht alleen maar verbeteren, wat resulteert in een afname van het warmtedissipatie-effect. Vloeistofkoeling op chipniveau is de toekomstige ontwikkelingstrend. Onder een serverruimte van 2U is 250W ongeveer de limiet voor luchtkoeling en warmteafvoer; Boven 4U kan luchtkoeling 400-600W bereiken; De TDP van AI-chips is doorgaans hoger dan 400 W, waarbij meestal 4-8U. Traditionele luchtgekoelde warmteafvoer heeft zijn limiet bereikt. De controle van de chiptemperatuur is bijzonder belangrijk voor een stabiele en continue werking, met een maximale temperatuur van niet meer dan 85 graden. Een te hoge temperatuur kan chipschade veroorzaken. Binnen 70-80 graden vermindert elke 10 graden temperatuurstijging van een enkel elektronisch onderdeel de systeembetrouwbaarheid met 50 procent. Daarom zal het koelsysteem, in de context van een groter vermogen, worden geüpgraded naar vloeistofkoeling op chipniveau.
Vergeleken met luchtkoeling kan vloeistofkoeling niet alleen voldoen aan de warmteafvoervereisten van kasten met een hoge vermogensdichtheid, maar ook een lagere PUE en een hoger uitgangsvermogen (GUE) bereiken. Vergeleken met traditionele luchtkoeling is de PUE van vloeistofkoeling met koude platen over het algemeen 1,1x, met een GUE van meer dan 75 procent, terwijl de PUE van vloeistofkoeling met immersie zo laag kan zijn als 1,0x, met een GUE van ruim 80 procent. Door gelijktijdig gebruik van vloeistofkoelingstechnologie kunnen sommige of zelfs alle ventilatoren van de IT-apparatuur worden verwijderd (meestal wordt het energieverbruik van de ventilator ook meegerekend in het energieverbruik van de serverapparatuur). Voor ondergedompelde vloeistofkoeling kan het verwijderen van de serverventilator het energieverbruik van de server met ongeveer 4 procent -15 procent verminderen.
De huidige volwassenheid van vloeistofkoelingstechnologie met koude platen is relatief hoog en is mainstream in de route van vloeistofkoelingstechnologie. Ervan uitgaande dat het huidige aandeel 80 procent bedraagt. In de toekomst, met de volwassenheid van de technologie voor immersievloeistofkoeling, wordt verwacht dat het totale aandeel geleidelijk zal toenemen. Gebaseerd op uitgebreide berekeningen, zal AI-training en -afleiding van grote modellen een marktruimte voor vloeistofkoeling van 4 miljard RMB opleveren. Met de toename van modelparameters en de bevordering van het gebruik zal de markt voor vloeistofkoeling de komende vier jaar een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 60 procent ervaren.
Wij zijn van mening dat het grote AI-model naar verwachting het voortouw zal nemen bij het opwaarderen van de vraag naar rekenkracht, de bouw van intelligente reken- en supercomputercentra met hoge vermogensdichtheid zal stimuleren, de introductie van ondersteunende faciliteiten zoals vloeistofkoelsystemen op de markt zal versnellen, en in de toekomst Door de bouw van nieuwe datacenters en de transformatie van bestaande datacenters wordt verwacht dat de algehele penetratiegraad snel zal toenemen. Momenteel bevindt de vloeistofkoelingsindustrie zich nog in de beginfase van ontwikkeling en is zij optimistisch over fabrikanten met een leidende lay-out op het gebied van technologie en productiecapaciteit.
