Onko nestejäähdytys ainoa vaihtoehto tekoälyn aikakaudella?
ChatGPT:n suosion myötä AIGC-aalto on herättänyt, ja monet kotimaiset ja ulkomaiset valmistajat ovat ilmoittaneet Big Prophecy -mallin lanseerauksesta. AIGC-teollisuuden suosio on johtanut suuresti laskentatehon kysyntään. Ennusteiden mukaan laskentatehon kysyntä kasvaa nopeasti tulevaisuudessa, ja maailmanlaajuisen älykkään laskentatehon odotetaan saavuttavan 105ZFLOPS (1021 liukulukulaskua sekunnissa) vuoteen 2030 mennessä, mikä on 500-kertainen kasvu vuoteen 2020 verrattuna.
Jatkuvan laskentatehon parantamisen myötä on välttämätöntä parantaa huomattavasti sirun suorituskykyä sen tukemiseksi, mikä tuo toisen suuren haasteen, sirujen lämpösuunnitteluteho (TDP). Tällä hetkellä suorittimen virrankulutus on saavuttanut 350-500W, ja huippuluokan GPU:iden ja kytkimien ASIC-sirujen teho on yli 700 W. Kun sirun teho nostetaan jatkossa edelleen yli 700 wattiin, tulee sirun jäähdytyssuunnittelusta vakava ongelma.
Tällä hetkellä eniten käytetty menetelmä hakelämpöratkaisussa on ilmajäähdytys, mikä tarkoittaa, että korkeamman lämmöntuoton omaavaan siruun kiinnitetään hyvän lämmönjohtavuuden omaava jäähdytyselementti ja jäähdytyselementin yläpuolelle kiinnitetään pieni tuuletin. Jäähdytyslevyn lämpö siirtyy pois puhaltimen nopean pyörimisen synnyttämän ilmavirran avulla. Hakkeen tehon jatkuvan lisääntymisen myötä perinteisten jäähdytyslevyjen käytön vaikutus lämmönpoistoon ei ole enää merkittävä 300 W ylityksen jälkeen. Nestejäähdytystekniikkaa pidetään ihanteellisena jäähdytysratkaisuna tekoälyn aikakaudella.
Nestejäähdytystekniikka voidaan jakaa kolmeen tyyppiin sen eri lämmönpoistomenetelmien perusteella: kylmälevynestejäähdytys, upotusnestejäähdytys ja ruiskutusnestejäähdytys. Kylmälevyn nestejäähdytys on epäsuoran kosketuksen tyyppinen nestejäähdytys, joka kiinnittää kylmälevyn lämpöä haihduttavaan esineeseen, ja neste virtaa kylmälevyn sisällä siirtääkseen lämpöä pois laitteesta, jolloin saadaan lämpöhäviö. Ruiskunestejäähdytys on nestejäähdytystekniikka, joka suihkuttaa jäähdytysnestettä IT-laitteiden pinnalle lämmön haihduttamiseksi, mutta sen lämmönpoistotehokkuus on suhteellisen alhainen. Upotusnestejäähdytys on suorakosketustyyppinen nestejäähdytys, joka upottaa lämmönpoistoa vaativat IT-laitteet, kuten palvelimet, kokonaan jäähdytysnesteeseen ja jäähdyttää niitä nestekierron tai faasimuutoksen avulla.
Upotusnestejäähdytystä pidetään yleisimpana ja tehokkaimpana nestejäähdytysteknologiana laajamittaiseen käyttöön nestejäähdytyspalvelinkeskuksissa. Sillä on seuraavat edut: ensinnäkin korkea lämmönpoistotehokkuus, koska upotusnestejäähdytys upottaa IT-laitteet suoraan jäähdytysnesteeseen, joka voi koskettaa lämmönlähdettä täysin ja parantaa huomattavasti lämmönpoistotehokkuutta; 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 puhaltimia, mikä voi vähentää sähkönkulutusta ja hiilidioksidipäästöjä. Asiaankuuluvien tietojen arvioiden mukaan nestejäähdytyksellä voidaan säästää 20 % -30 % koko palvelimen toiminnan vaatimasta sähköstä verrattuna ilmajäähdytykseen.
Upotusnestejäähdytysteknologiasta tulee väistämättä valtavirran jäähdytystekniikka tekoälyn aikakaudella tulevaisuudessa. Nykyinen nestejäähdytystekniikka ja -tuotteet ovat kuitenkin vielä alkuvaiheessa, mutta sovellusten, kuten tekoälyn ja datakeskusten, kehityksen myötä nestejäähdytystekniikan soveltaminen ja popularisoituminen kiihtyy. Tutkimuslaitosten mukaan nestejäähdytteisen IDC:n markkinakoon Kiinassa odotetaan ylittävän 120 miljardia yuania vuoteen 2025 mennessä, kasvuvauhdin ollessa yli 30 %, ja vedenalaisen nestejäähdytysteknologian osuuden odotetaan ylittävän 40 %. Upotusnestejäähdytysteknologian kehittyessä siitä voi tulevaisuudessa tulla ainoa vaihtoehto konesalien jäähdytykseen.
