Zal vloeistofkoeling de enige keuze zijn in het AI-tijdperk?
Met de populariteit van ChatGPT is er een golf van AIGC ontstaan, en veel binnenlandse en buitenlandse fabrikanten hebben de lancering van het Big Prophecy-model aangekondigd. De populariteit van de AIGC-industrie heeft de vraag naar rekenkracht enorm gestimuleerd. Volgens voorspellingen zal de vraag naar rekenkracht in de toekomst snel groeien en wordt verwacht dat de mondiale intelligente rekenkracht in 2030 105ZFLOPS (1021 drijvende-kommaberekeningen per seconde) zal bereiken, een stijging van 500 keer vergeleken met 2020.
Met de voortdurende verbetering van de rekenkracht is het noodzakelijk om de chipprestaties aanzienlijk te verbeteren om deze te ondersteunen, wat een andere grote uitdaging met zich meebrengt, namelijk het thermische ontwerpvermogen (TDP) van chips. Momenteel heeft het stroomverbruik van de CPU 350-500W bereikt, en het vermogen van geavanceerde GPU's en switch-ASIC-chips heeft meer dan 700 W bereikt. Wanneer het vermogen van de chip in de toekomst verder wordt vergroot tot boven de 700W, zal het koelingsontwerp van de chip een serieus probleem worden.
Momenteel is luchtkoeling de meest gebruikte methode voor thermische oplossing van chips, wat betekent dat een koellichaam met goede thermische geleidbaarheid wordt bevestigd aan een chip met een hogere warmteontwikkeling, en dat een kleine ventilator boven het koellichaam wordt bevestigd. De warmte op het koellichaam wordt afgevoerd door de luchtstroom die wordt gegenereerd door de snelle rotatie van de ventilator. Met de voortdurende toename van het chipvermogen is het effect van het gebruik van traditionele koellichamen voor warmteafvoer niet langer significant na meer dan 300 W. Vloeistofkoelingtechnologie wordt in het AI-tijdperk beschouwd als een ideale koeloplossing.
Vloeistofkoelingstechnologie kan worden onderverdeeld in drie typen op basis van de verschillende methoden voor warmteafvoer: vloeistofkoeling met koude platen, vloeistofkoeling met immersie en sproeivloeistofkoeling. Vloeistofkoeling met koude plaat is een vloeistofkoeling met indirect contact die de koude plaat op het warmtedissipatieobject fixeert en de vloeistof in de koude plaat stroomt om warmte van de apparatuur af te voeren, waardoor warmteafvoer wordt bereikt. Spray-vloeistofkoeling is een vloeistofkoelingstechnologie waarbij koelvloeistof op het oppervlak van IT-apparatuur wordt gespoten voor warmteafvoer, maar de efficiëntie van de warmteafvoer is relatief laag. Immersie-vloeistofkoeling is een vloeistofkoeling van het type met direct contact, waarbij IT-apparatuur, zoals servers die warmteafvoer nodig hebben, volledig in het koelmiddel wordt ondergedompeld, en deze wordt gekoeld door vloeistofcirculatie of faseverandering.
Immersie-vloeistofkoeling wordt beschouwd als de meest gangbare en capabele vloeistofkoelingstechnologie voor grootschalige inzet in datacenters voor vloeistofkoeling. Het heeft de volgende voordelen: ten eerste een hoge warmteafvoerefficiëntie, omdat immersievloeistofkoeling IT-apparatuur rechtstreeks in het koelmiddel dompelt, waardoor volledig contact kan worden gemaakt met de warmtebron en de warmteafvoerefficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd; Ten tweede is het geluidsreductie-effect goed, omdat IT-apparatuur volledig is ondergedompeld in koelvloeistof, waardoor het geluid van IT-apparatuur kan worden verminderd; De derde is energiebesparing en milieubescherming. Voor immersievloeistofkoeling is het gebruik van een groot aantal ventilatoren niet nodig, wat het elektriciteitsverbruik en de kooldioxide-uitstoot kan verminderen. Volgens relevante gegevensschattingen kan vloeistofkoeling 20% -30% van de elektriciteit besparen die nodig is voor de gehele werking van de server, vergeleken met luchtkoeling.
Immersie-vloeistofkoelingstechnologie zal in de toekomst onvermijdelijk de mainstream koeltechnologie in het AI-tijdperk worden. De huidige vloeistofkoelingstechnologie en -producten bevinden zich echter nog in de beginfase van de toepassing, maar met de ontwikkeling van toepassingen zoals AI en datacenters zal de toepassing en popularisering van vloeistofkoelingstechnologie worden versneld. Volgens onderzoeksinstellingen zal de marktomvang van vloeistofgekoelde IDC in China in 2025 naar verwachting de 120 miljard yuan overschrijden, met een groeipercentage van meer dan 30%, en zal het aandeel van ondergedompelde vloeistofkoelingstechnologie naar verwachting meer dan 40% bedragen. Met de verdere ontwikkeling van immersievloeistofkoelingstechnologie kan dit in de toekomst de enige keuze worden voor datacenterkoeling.
