थर्मोसिफॉन हीटसिंक कैसे काम करता है

एआई प्रौद्योगिकी और वर्चुअल जीपीयू प्रौद्योगिकी के समर्थन के साथ जीवन के सभी क्षेत्रों में गहन शिक्षण, सिमुलेशन, बीआईएम डिजाइन और एईसी अनुप्रयोगों के विकास के साथ, शक्तिशाली जीपीयू कंप्यूटिंग शक्ति विश्लेषण की आवश्यकता है। जीपीयू सर्वर और जीपीयू वर्कस्टेशन दोनों ही लघु, मॉड्यूलर और अत्यधिक एकीकृत होते हैं। ताप प्रवाह घनत्व अक्सर पारंपरिक एयर-कूलिंग जीपीयू सर्वर उपकरण के 7-10 गुना तक पहुंच जाता है।

केंद्रीकृत मॉड्यूल स्थापना योजना के कारण, बड़ी संख्या में NVIDIA GPU ग्राफिक्स कार्ड बड़ी गर्मी पीढ़ी के साथ हैं, इसलिए गर्मी लंपटता की समस्या बहुत महत्वपूर्ण है। अतीत में, आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला थर्मल डिज़ाइन नई प्रणाली की उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ रहा है। पारंपरिक लिक्विड कूलिंग जीपीयू सर्वर या लिक्विड-कूल्ड जीपीयू सर्वर पंखे के आशीर्वाद से अविभाज्य है। सर्वर गर्मी लंपटता में थर्मोसाइफन कूलिंग तकनीक का धीरे-धीरे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

वर्तमान में, बाजार में थर्मोसाइफन कूलिंग तकनीक मुख्य रूप से शरीर के रूप में कॉलम या प्लेट रेडिएटर का उपयोग करती है, रेडिएटर के तल पर हीट मीडियम पाइप में प्रवेश करती है, कूलिंग माध्यम को शेल में इंजेक्ट करती है, और एक वैक्यूम वातावरण स्थापित करती है। यह एक सामान्य तापमान ग्रेविटी हीट पाइप है।

काम करने की प्रक्रिया इस प्रकार है: रेडिएटर के तल पर, हीटिंग सिस्टम शेल में काम करने वाले माध्यम को हीट मीडियम पाइप के माध्यम से गर्म करता है। काम कर रहे तापमान सीमा के भीतर, काम करने वाला माध्यम उबलता है, संघनन और गर्मी की रिहाई के लिए भाप रेडिएटर के ऊपरी हिस्से में उगता है, कंडेनसेट रेडिएटर की भीतरी दीवार के साथ हीटिंग सेक्शन में वापस आ जाता है और फिर से गर्म और वाष्पित हो जाता है। हीटिंग के ताप उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए कार्यशील माध्यम के निरंतर परिसंचारी चरण परिवर्तन के माध्यम से ऊष्मा को ऊष्मा स्रोत से ऊष्मा सिंक में स्थानांतरित किया जाता है।

मूल एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न हीट सिंक से लेकर नए एयर कूलिंग हीटसिंक तक, बेहतर कूलिंग प्रदर्शन के लिए मोर फिन्स का उपयोग करना अभी भी एक अच्छा विकल्प है। आप सोच सकते हैं कि चूँकि कुछ छोटे पंखों का उपयोग करना इतना आसान है, क्या अधिक और बड़े पंखों का उपयोग करना बेहतर है? हालाँकि, फिन ऊष्मा स्रोत से जितना दूर होगा, फिन का तापमान उतना ही कम होगा, विक का मतलब सीमित शीतलन प्रभाव है। जब तापमान आसपास की हवा के तापमान तक गिर जाता है, चाहे कितने भी लंबे पंख बने हों, गर्मी हस्तांतरण में वृद्धि जारी नहीं रहेगी।

ताप पाइप के विपरीत, थर्मोसाइफन गर्मी अपव्यय तरल को वाष्पीकरण अंत में वापस लाने के लिए पाइप कोर का उपयोग करता है, लेकिन चक्र बनाने के लिए केवल गुरुत्वाकर्षण और कुछ सरल डिजाइनों का उपयोग करता है, जो पानी के पंप के रूप में तरल वाष्पीकरण प्रक्रिया का उपयोग करता है। यह कोई नई तकनीक नहीं है और उच्च ताप विमोचन वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों में आम है।

सामान्यतया, GPU के अंदर का रेफ्रिजरेंट उबल जाएगा, संघनक सिरे की ओर ऊपर की ओर प्रवाहित होगा, वापस तरल में बदल जाएगा और वाष्पीकरण वाले सिरे पर वापस आ जाएगा। सैद्धांतिक रूप से, दो फायदे हैं:

1. हीट पाइप को सूखने से बचाएं और ओवरक्लॉकिंग और अल्ट्रा-हाई परफॉर्मेंस चिप्स के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

2. क्योंकि पानी के पंप की कोई आवश्यकता नहीं है, पारंपरिक एकीकृत तरल शीतलन की तुलना में विश्वसनीयता बेहतर है।

अब थर्मोसाइफन कूलिंग का सबसे महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि इसकी मोटाई पारंपरिक 103 मिमी से घटाकर केवल 30 मिमी (एक तिहाई से भी कम) कर दी जाएगी। यह आकार में अपेक्षाकृत छोटा है और प्रदर्शन को नुकसान नहीं पहुंचाएगा। प्रसंस्करण को सुविधाजनक बनाने के लिए, अधिकांश निर्माता वर्तमान में एल्यूमीनियम सामग्री का उपयोग करते हैं। कॉपर का भी उपयोग किया जाता है, और तापमान को 5-10 डिग्री तक और कम किया जा सकता है। यह केवल उच्च ताप क्षमता वाले GPU सर्वरों के लिए है, विकसित तकनीक के साथ, भविष्य में अन्य अनुप्रयोगों में अधिक से अधिक थर्मोसाइफन थर्मल समाधान का उपयोग किया जाएगा।