तांबा या एल्युमीनियम, जो तरल शीतलन समाधान के लिए बेहतर है
कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, विशेष रूप से गहन शिक्षण और बड़े पैमाने पर भाषा मॉडल जैसे क्षेत्रों में, कंप्यूटिंग शक्ति की मांग में काफी वृद्धि हुई है। आज के एआई मॉडल, जैसे कि जीपीटी-4ओ, में दसियों या यहां तक कि अरबों पैरामीटर हैं और प्रशिक्षण के लिए विशाल कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है। इन मॉडलों को प्रशिक्षित करने के लिए बड़ी संख्या में जीपीयू या टीपीयू क्लस्टर की आवश्यकता होती है, जो पूर्ण लोड पर चलने पर महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं। इसके अलावा, अनुप्रयोगों में वास्तविक समय प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए, कई एआई सिस्टम को निरंतर संचालन की आवश्यकता होती है। ये सिस्टम आमतौर पर डेटा सेंटर या एज कंप्यूटिंग डिवाइस में तैनात किए जाते हैं, जिन्हें उच्च बिजली खपत और कूलिंग चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है।
चिप प्रौद्योगिकी की प्रगति और सर्वर कंप्यूटिंग शक्ति की तीव्र वृद्धि के साथ, कंप्यूटिंग शक्ति और पर्यावरण नियमों को संतुलित करने के लिए उच्च-घनत्व, उच्च-ऊर्जा खपत वाले बड़े डेटा केंद्रों का निर्माण एक आवश्यक विकल्प बन गया है। प्रशीतन प्रणाली डेटा केंद्रों में महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे में से एक है। उच्च-घनत्व डेटा सेंटर संचालन में, पारंपरिक वायु शीतलन को अपर्याप्त गर्मी अपव्यय और गंभीर ऊर्जा खपत की समस्याओं का सामना करना पड़ता है। 15kW/कैबिनेट और उससे अधिक पर अधिक आर्थिक लाभ के साथ, डेटा केंद्रों में PUE को कम करने के लिए लिक्विड कूलिंग तकनीक इष्टतम समाधान बन गई है।
लिक्विड कूलिंग प्लेट तकनीक एक थर्मल समाधान है जो अप्रत्यक्ष रूप से घटकों की गर्मी को एक ठंडी प्लेट (तांबा और एल्यूमीनियम जैसी उच्च तापीय चालकता धातुओं से बनी एक बंद गुहा) के माध्यम से एक परिसंचारी पाइपलाइन में संलग्न ठंडा तरल में स्थानांतरित करता है, और फिर शीतलन का उपयोग करता है गर्मी दूर करने के लिए तरल।
लिक्विड कोल्ड प्लेट उच्च परिपक्वता और अपेक्षाकृत कम कीमत के साथ सबसे पहले अपनाई गई तरल शीतलन विधि है। शोध के आंकड़ों के मुताबिक, चीन में कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग की बाजार हिस्सेदारी 90% है। कोल्ड प्लेट तरल शीतलन को ठंडी प्लेट को हीटिंग तत्व से कसकर जोड़कर प्राप्त किया जाता है, जिससे गर्मी को हीटिंग तत्व से ठंडी प्लेट में ठंडा तरल में स्थानांतरित किया जाता है। यह सरल, कठिन, लेकिन प्रभावी है। 2022 में डेटा सेंटरों में लिक्विड कूलिंग तकनीक की प्रवेश दर लगभग 5% से 8% होने की उम्मीद है, एयर कूलिंग अभी भी 90% से अधिक बाजार हिस्सेदारी रखती है।
तांबे की तापीय चालकता लगभग 400 W/mK है, और एल्यूमीनियम की तापीय चालकता लगभग 235 W/mK है। तांबे की तापीय चालकता एल्यूमीनियम की तुलना में बहुत अधिक है। इसलिए, तांबे की ठंडी प्लेटें सैद्धांतिक रूप से सर्वर द्वारा उत्पन्न गर्मी को शीतलक में अधिक तेज़ी से स्थानांतरित कर सकती हैं, जिससे अधिक कुशल गर्मी अपव्यय प्राप्त होता है। यद्यपि एल्युमीनियम की तापीय चालकता तांबे जितनी अच्छी नहीं है, लेकिन इसकी तापीय चालकता अपेक्षाकृत अधिक है, जो अधिकांश तरल ठंडा सर्वरों की ताप अपव्यय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त है।
तांबे का घनत्व अपेक्षाकृत अधिक है, लगभग 8.96 ग्राम/सेमी³, जो तांबे की ठंडी प्लेट को अपेक्षाकृत भारी बनाता है। इससे सर्वर के संरचनात्मक डिज़ाइन और स्थापना में कुछ चुनौतियाँ उत्पन्न हो सकती हैं। एल्युमीनियम का घनत्व लगभग 2.70 ग्राम/सेमी³ कम होता है, जो तांबे की तुलना में बहुत हल्का होता है, इसलिए एल्युमीनियम कोल्ड प्लेटों का वजन में महत्वपूर्ण लाभ होता है। एल्युमीनियम का कम घनत्व एल्युमीनियम की ठंडी प्लेटों को हल्का बनाता है। यह न केवल सर्वर के समग्र वजन को कम करने के लिए फायदेमंद है, बल्कि कुछ हद तक सर्वर की संरचनात्मक ताकत में भी सुधार कर सकता है। इसके अलावा, एल्यूमीनियम सामग्री हल्की होती है, जो सर्वर के समग्र वजन को कम करने और परिवहन और स्थापना लागत को कम करने के लिए फायदेमंद है।
लिक्विड कूल्ड सर्वर के उपयोग में कॉपर और एल्युमीनियम कोल्ड प्लेटों के अपने फायदे और नुकसान हैं। ऐसी स्थितियों में जहां थर्मल आवश्यकताएं अधिक हैं और लागत मुख्य विचार नहीं है, तांबे की ठंडी प्लेटें अधिक उपयुक्त हो सकती हैं; लागत-प्रभावशीलता और हल्के वजन की खोज में, एल्यूमीनियम कोल्ड प्लेटों के अधिक फायदे हो सकते हैं। विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य की आवश्यकताओं और सीमाओं के आधार पर विशिष्ट चयन पर व्यापक रूप से विचार करने की आवश्यकता है। यदि हमें एप्लिकेशन परिदृश्य में विशिष्ट स्थितियों जैसे हीट लोड, बजट, वजन प्रतिबंध आदि की विस्तृत समझ हो सकती है, तो यह हमें अधिक सटीक विकल्प बनाने में मदद कर सकता है।
