Thermosyphon-warmteafvoertechnologie in GPU
vvvMet de ontwikkeling van deep learning, simulatie, BIM-ontwerp en AEC-industrietoepassingen in verschillende industrieën, onder de zegen van AI-technologie, is virtuele GPU-technologie een krachtige GPU-rekenkrachtanalyse vereist. Zowel GPU-servers als GPU-werkstations zijn vaak geminiaturiseerd, modulair en sterk geïntegreerd. De warmtestroomdichtheid bereikt vaak 7-10 keer die van traditionele luchtgekoelde GPU-serverapparatuur. Vanwege de gecentraliseerde installatie van modules zijn er een groot aantal NVIDIA GPU grafische kaarten met een grote hoeveelheid warmte, dus het probleem van warmteafvoer is zeer prominent. In het verleden kon de veelgebruikte ontwerptechnologie voor warmteafvoer niet langer 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-warmtedissipatietechnologie analyseren.
Momenteel maakt de thermosifon-warmtedissipatietechnologie op de markt voornamelijk gebruik van een kolom- of plaatradiator als 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 zwaartekracht-heatpipe met normale temperatuur. Het werkproces is als volgt: Aan de onderkant van de radiator verwarmt het verwarmingssysteem de werkvloeistof in de schaal via de warmtemediumbuis. 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 terugvloeiing naar de verwarmingssectie wordt opnieuw verwarmd en 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.
De toepassing van thermosyphon-warmteafvoer op GPU-werkstations:
Hoe beweegt elke generatie CPU-koelers stap voor stap naar de grens van de hedendaagse theoretische prestaties. Van het meest primitieve aluminium koellichaam tot nu: 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 omgevingslucht, hoe lang de vinnen ook worden gemaakt, zal de warmteoverdracht niet blijven toenemen.
Wanneer het stroomverbruik van moderne GPU-computers het bereik van 75 tot 350 watt of zelfs hoger bereikt, gaan thermische ontwerpingenieurs nieuwe methoden voor warmteafvoer ontwikkelen. De warmtepijp zelf vergroot het warmteafvoervermogen van de radiator niet. Zijn functie is om tegelijkertijd warmtegeleiding en warmteconvectie te gebruiken om een warmteoverdrachtsefficiëntie te bereiken die veel hoger is dan die van het metaal zelf.
Al in 1937 verscheen de thermosifontechnologie. Tijdens normaal bedrijf zou de vloeistof in de warmtepijp koken en zou de stoom het condensatie-uiteinde bereiken via de stoomkamer, en dan zou de stoom terugkeren naar de vloeistof en vervolgens via de buiskern terugkeren naar de warmtebron. De buiskern bevindt zich meestal in het gesinterde metaal. Wanneer de heatpipe echter te veel warmte absorbeert, zal het fenomeen ‘heatpipe-opdrogen’ optreden. De vloeistof wordt niet alleen stoom in de stoomkamer, maar wordt ook stoom in de buiskern, waardoor wordt voorkomen dat deze terugkeert naar de vloeistof om terug te keren naar de warmtebron, waardoor de thermische weerstand van de warmtepijp aanzienlijk toeneemt.
Nu komt ons hoogtepunt: thermosyfoon. De warmteafvoer van Thermosyphon is niet zoals een warmtepijp, die een buiskern gebruikt om de vloeistof terug te brengen naar het verdampingseinde, maar alleen de zwaartekracht gebruikt, gekoppeld aan een aantal ingenieuze ontwerpen om een circulatie te vormen, en het vloeistofverdampingsproces als een waterpomp gebruikt. . 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 vloeibaar worden en terugkeren naar de verdampingszijde. Er zijn in theorie twee grote voordelen:
1. Voorkom dat heatpipes uitdrogen en kunnen worden gebruikt voor het overklokken van ultrahoge prestatiechips
2. Omdat er geen waterpomp nodig is, is de betrouwbaarheid beter dan bij traditionele geïntegreerde waterkoeling
Het belangrijkste punt van de warmteafvoer van thermosifon is dat de dikte zal worden teruggebracht van de traditionele 103 mm naar slechts 30 mm (teruggebracht tot minder dan een derde), en dat de vorm relatief klein is en de prestaties niet in gevaar brengt. Om de verwerking van thermosifon-warmteafvoerapparatuur te vergemakkelijken, gebruiken de meeste fabrikanten momenteel aluminiummaterialen. Er wordt ook koper gebruikt en de temperatuur kan met 5-10 graden worden verlaagd, alleen voor GPU-servers die meer warmte genereren.
