Tekoälyn aikakaudella nestejäähdytys on ainoa tapa haihduttaa lämpöä
Ennusteiden mukaan laskentatehon kysyntä kasvaa tulevaisuudessa nopeasti, ja maailmanlaajuisen älykkään laskentatehon odotetaan saavuttavan 105ZFLOPS vuoteen 2030 mennessä, mikä on 500-kertainen kasvu vuoteen 2020 verrattuna. IDC:n tietojen mukaan Kiinan älykkään laskentatehon mittakaava saavutti 268,0 EFLOPS (1018 liukulukuoperaatiota sekunnissa) vuonna 2022, ja älykkään laskentatehon asteikon odotetaan saavuttavan ZFLOPS-tason vuoteen 2026 mennessä ja saavuttavan 1271,4 EFLOPS:ia.
Jatkuvan laskentatehon parantamisen myötä on välttämätöntä parantaa huomattavasti sirun suorituskykyä sen tukemiseksi, mikä tuo toisen suuren haasteen, nimittäin sirujen lämpösuunnittelun tehonkulutuksen (TDP). Tällä hetkellä suorittimen virrankulutus on saavuttanut 350-500W, kun taas huippuluokan GPU:iden ja kytkimien ASIC-sirujen teho on yli 700 W. Kun sirun teho kasvaa edelleen yli 700 W:iin, sirun lämmönpoistosuunnittelusta tulee vakava ongelma.
Tällä hetkellä eniten käytetty menetelmä lastujen jäähdytykseen on ilmajäähdytys, mikä tarkoittaa, että korkean lämmöntuoton omaavaan siruun kiinnitetään hyvän lämmönjohtavuuden omaava jäähdytyselementti ja jäähdytyselementin yläpuolelle kiinnitetään pieni tuuletin. Tuulettimen nopean pyörimisen synnyttämä ilmavirta poistaa lämmön jäähdytyslevyltä. Sirutehon jatkuvan parantamisen myötä 300 W:n ylittymisen jälkeen perinteisten jäähdytyslevyjen käytön vaikutus lämmönpoistoon ei ole enää ilmeinen. Nestejäähdytysjäähdytystekniikkaa pidetään ihanteellisena jäähdytysratkaisuna tekoälyn aikakaudella.
Nestejäähdytystekniikka voidaan jakaa kolmeen tyyppiin sen eri jäähdytysmenetelmien perusteella: kylmälevynestejäähdytys, upotusnestejäähdytys ja ruiskutusnestejäähdytys. Kylmälevynestejäähdytys on epäsuoran kosketuksen tyyppinen nestejäähdytys, joka kiinnittää kylmälevyn lämmönlähteeseen, ja neste virtaa kylmälevyn sisällä siirtääkseen lämpöä pois laitteesta, jolloin saadaan lämpöhäviö. Ruiskunestejäähdytys on tekniikka, joka haihduttaa lämpöä suihkuttamalla jäähdytysnestettä IT-laitteiden pinnalle suhteellisen alhaisella lämmönpoistoteholla.
Upotusnestejäähdytystä pidetään yleisimpana ja tehokkaimpana nestejäähdytysteknologiana laajamittaiseen käyttöön nestejäähdytteisissä datakeskuksissa. Sillä on seuraavat edut: Ensinnäkin sillä on korkea lämpötehokkuus, koska upotusnestejäähdytys upottaa IT-laitteet suoraan jäähdytysnesteeseen, mikä mahdollistaa kattavan kosketuksen lämmönlähteiden kanssa, mikä parantaa huomattavasti jäähdytystehokkuutta; Toiseksi melunvaimennusvaikutus on hyvä, koska IT-laitteet ovat täysin upotettuina jäähdytysnesteeseen, mikä voi vähentää IT-laitteiden aiheuttamaa melua; Kolmas on energiansäästö ja ympäristönsuojelu. Upotusnestejäähdytys ei vaadi suurta määrää tuulettimia, mikä voi vähentää virrankulutusta ja hiilidioksidipäästöjä. Asiaankuuluvien arvioiden mukaan ilmajäähdytykseen verrattuna nestejäähdytyksellä voidaan säästää 20 % -30 % koko palvelimen toiminnan vaatimasta sähköstä.
Upotusnestejäähdytysteknologiasta tulee väistämättä valtavirran jäähdytystekniikka tekoälyn aikakaudella tulevaisuudessa. Nykyinen nestejäähdytystekniikka ja -tuotteet ovat kuitenkin vielä suhteellisen alustavassa sovellusvaiheessa, mutta tekoälyn, datakeskusten ja muiden sovellusten kehittymisen myötä nestejäähdytystekniikan soveltaminen ja popularisoituminen kiihtyy. Upotusnestejäähdytysteknologian kehittymisen myötä siitä voi tulla "ainoa" vaihtoehto datakeskusten jäähdytykseen tulevaisuudessa.
