Het warmteafvoerprobleem van GPU-server-thermosyphon warmteafvoertechnologie
Met de ontwikkeling van deep learning, simulatie, BIM-ontwerp en AEC-industrietoepassingen in verschillende industrieën, onder de zegen van AI-technologie virtuele GPU-technologie, is krachtige GPU-rekenkrachtanalyse vereist. Zowel GPU-servers als GPU-werkstations zijn meestal geminiaturiseerd, modulair en sterk geïntegreerd. De warmtestroomdichtheid bereikt vaak 7-10 keer die van traditionele luchtgekoelde GPU-serverapparatuur. Door de gecentraliseerde installatie van modules zijn er een groot aantal NVIDIA GPU grafische kaarten met een grote hoeveelheid warmte, dus het probleem van de warmteafvoer is zeer prominent aanwezig. In het verleden kon de veelgebruikte ontwerptechnologie voor warmteafvoer niet meer voldoen aan de eisen van nieuwe systemen. Traditionele watergekoelde GPU-servers of vloeistofgekoelde GPU-servers kunnen niet los worden gezien van de ondersteuning van ventilatoren. Vandaag zullen we de thermosiphon-warmteafvoertechnologie analyseren.
Op dit moment gebruikt de thermosyphon-warmteafvoertechnologie op de markt voornamelijk een kolom- of plaatradiator als het lichaam, een warmtemediumbuis wordt in de bodem van de radiator gestoken, een werkvloeistof wordt in de schaal geïnjecteerd en er wordt een vacuümomgeving tot stand gebracht . Dit is een warmtepijp met normale temperatuur zwaartekracht. Het werkproces is als volgt: Aan de onderkant van de radiator verwarmt het verwarmingssysteem de werkvloeistof in de schaal via de warmtemediumleiding. Binnen het werktemperatuurbereik kookt de werkvloeistof en stijgt de stoom naar het bovenste deel van de radiator om te condenseren en warmte af te geven, en het condensaat stroomt langs de binnenwand van de radiator. De reflux naar het verwarmingsgedeelte wordt verwarmd en opnieuw verdampt, en de warmte wordt overgedragen van de warmtebron naar het koellichaam door de continue cyclusfaseverandering van de werkvloeistof om het doel van verwarming en verwarming te bereiken.
1 De toepassing van thermosyphon-warmteafvoer op GPU-werkstations
Hoe beweegt elke generatie CPU-koeler stap voor stap naar de limiet van hedendaagse theoretische prestaties. Van het meest primitieve aluminium koellichaam tot het heden, het is een goede keuze. Je denkt misschien dat, aangezien sommige kleine vinnen zo gemakkelijk te gebruiken zijn, meer en grotere vinnen beter te gebruiken zijn? Het resultaat is echter niet het geval. Hoe verder de vinnen van de warmtebron verwijderd zijn, hoe lager de temperatuur van de vinnen. Wanneer de temperatuur daalt tot de temperatuur van de omringende lucht, ongeacht hoe lang de vinnen worden gemaakt, zal de warmteoverdracht niet blijven toenemen.
Wanneer het moderne stroomverbruik van GPU's tussen de 75 en 350 watt of zelfs hoger komt, gaan thermische ontwerpingenieurs over tot het ontwikkelen van nieuwe methoden voor warmteafvoer. De heatpipe zelf verbetert het warmteafvoervermogen van de radiator niet. Zijn functie is om tegelijkertijd warmtegeleiding en warmteconvectie te gebruiken om een warmteoverdrachtsrendement te bereiken dat veel hoger is dan dat van het metaal zelf.
Al in 1937 verscheen de thermosiphon-technologie. Tijdens normaal bedrijf zou de vloeistof in de warmtepijp koken, en de stoom zou het condensatie-einde bereiken via de stoomkamer, en dan zou de stoom terugkeren naar de vloeistof en dan terugkeren naar de warmtebron via de buiskern. De buiskern bevindt zich meestal in het gesinterde metaal. Als de warmtepijp echter te veel warmte opneemt, ontstaat het fenomeen van"opdrogen van de warmtepijp" zal voorkomen. De vloeistof wordt niet alleen stoom in de stoomkamer, maar wordt ook stoom in de buiskern, wat voorkomt dat het teruggaat naar de vloeistof om terug te keren naar de warmtebron, wat de thermische weerstand van de warmtepijp aanzienlijk verhoogt.
Nu komt ons hoogtepunt - thermosyphon. Thermosyphon-warmteafvoer is niet zoals een warmtepijp, die een buiskern gebruikt om de vloeistof terug naar het verdampingseinde te brengen, maar alleen zwaartekracht gebruikt, gekoppeld aan enkele ingenieuze ontwerpen om een circulatie te vormen, en het vloeistofverdampingsproces gebruikt als een waterpomp . Dit is geen nieuwe technologie, het is heel gebruikelijk in industriële toepassingen met grote warmteafgifte.
Over het algemeen zal het koelmiddel in de GPU koken, naar boven stromen naar de condensatiezijde binnenin, weer veranderen in vloeistof en terugkeren naar de verdampingszijde. Er zijn in theorie twee grote voordelen:
1. Voorkom dat warmtepijpen opdrogen en kan worden gebruikt voor het overklokken van ultrahoge prestatiechips
2. Omdat er geen waterpomp nodig is, is de betrouwbaarheid beter dan traditionele geïntegreerde waterkoeling
Het belangrijkste punt van warmteafvoer van thermosiphon is dat de dikte zal worden verminderd van de traditionele 103 mm tot slechts 30 mm (gereduceerd tot minder dan een derde), en de vorm is relatief klein en zal de prestaties niet in gevaar brengen. Om de verwerking van thermosyphon-warmteafvoerapparatuur te vergemakkelijken, gebruiken de meeste fabrikanten momenteel aluminiummaterialen. Er wordt ook koper gebruikt en de temperatuur mag met 5-10 graden worden verlaagd, alleen voor GPU-servers die meer warmte genereren.
