De technologie en markttrends van AI-koeling
Door de snelle toename van de vraag naar AI-rekenkracht zijn de prestaties en het stroomverbruik van AI-chips tegelijkertijd aanzienlijk verbeterd. De bovengrens van het energieverbruik voor luchtgekoelde koeling op chipniveau ligt rond de 800 W, en de kosteneffectiviteit neemt af wanneer de luchtgekoelde chip de vermogenslimiet bereikt. Er zijn krachtigere en effectievere koeloplossingen nodig om de normale werking van de apparatuur te behouden.
Als we alleen maar streven naar verbetering van de technische technologie voor warmtedissipatie en enkele kleine aanpassingen of optimalisaties maken ten opzichte van het oorspronkelijke plan, zal de snelheid van vooruitgang en upgrades langzamer zijn, en zal de kloof tussen de geleverde warmtedissipatiecapaciteit en de vraag naar hoogwaardige en De hoge rekenkracht zal steeds groter worden. Alleen door middel van een aantal creatieve en ontwrichtende koeltechnologieën kunnen we fundamenteel schaalgrootte of meerdere malen de capaciteitsverbetering bereiken en het probleem oplossen van de steeds groter wordende kloof tussen het aanbod van chipprestaties en de vraag naar koeling waarmee traditionele technologieën worden geconfronteerd.
Qua koeltechnologie bestaat de huidige warmtedissipatiemodule voornamelijk uit actieve en passieve hybride thermische technologie. Momenteel zijn de thermische modules verdeeld in luchtkoeling en vloeistofkoeling:
Luchtkoeling is het proces waarbij lucht als medium wordt gebruikt om warmte af te voeren via tussenmaterialen zoals warmte-interfacematerialen, koellichamen (VC) of warmtepijpen, door convectie tussen het koellichaam of de ventilator en de lucht.
Warmteafvoer door vloeistofkoeling wordt bereikt door warmteafvoer door onderdompeling, voornamelijk door convectie met vloeibare warmte om de chip te koelen. Naarmate de warmteontwikkeling en het volume van de chip echter toenemen en afnemen, neemt het thermische ontwerpenergieverbruik (TDP) van de chip toe en wordt de warmtedissipatie door luchtkoeling geleidelijk onvoldoende voor gebruik.
En er zijn momenteel twee belangrijke thermische oplossingen voor vloeistofkoeling op de markt. De eerste reguliere oplossing voor vloeistofkoeling is watercirculatie, die het lichaam binnendringt via pompen en pijpleidingen om warmte-energie af te voeren. Een ander type is immersietechnologie, waarbij een warmtebron (zoals een chip) in een niet-geleidende vloeistof wordt geplaatst om warmte-energie af te voeren. Om de vermogensdichtheid van een enkele kast te verbeteren, worden daarom op grote schaal oplossingen voor vloeistofkoeling gebruikt. in datacenters van de afgelopen jaren. Het kan grofweg worden verdeeld in twee technische paden: Cold Plate en Immersion.
De eerste brengt indirect de warmte van het verwarmingsapparaat over op de koelvloeistof die in de circulerende pijpleiding is opgesloten via een koude plaat; Deze laatste plaatst het verwarmingsapparaat en de printplaat als geheel direct in de vloeistof. Vergeleken met luchtmedium heeft vloeistof een hogere thermische geleidbaarheid, een grotere specifieke warmtecapaciteit en een sterker warmteabsorptievermogen. Bovendien heeft vloeistofkoeling ook aanzienlijke voordelen bij het werken kosten.
Als gevolg van de snelle toename van de vraag naar AI-rekenkracht vertoont de vermogensverbetering van gerelateerde CPU’s/GPU’s een versnellende trend. Warmteafvoer, een industrie waar voorheen niet veel aandacht aan werd besteed, wordt steeds belangrijker vanwege de explosieve groei van data en computing als gevolg van AI. De penetratiegraad van vloeistofkoeling zal stijgen van minder dan 10% momenteel naar 20% in 2025.
