एयर कूलिंग से लेकर लिक्विड कूलिंग तक, AI औद्योगिक नवाचार को संचालित करता है
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों द्वारा ऊष्मा उत्पन्न करने का आवश्यक कारण कार्यशील ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। ऊष्मा अपव्यय को उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग उपकरणों में थर्मल प्रबंधन के मुद्दों को संबोधित करने, डिवाइस के प्रदर्शन को अनुकूलित करने और चिप्स या प्रोसेसर की सतह से सीधे गर्मी को हटाकर जीवनकाल बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चिप बिजली की खपत में वृद्धि के साथ, गर्मी लंपटता तकनीक एक-आयामी ताप पाइप के रैखिक तापमान समीकरण से दो-आयामी वीसी के समतल तापमान समीकरण तक, त्रि-आयामी वीसी प्रौद्योगिकी पथ के एकीकृत तापमान समीकरण तक विकसित हुई है, और अंत में तरल शीतलन प्रौद्योगिकी के लिए.
3डी वीसी में "कुशल शीतलन, समान तापमान वितरण और कम हॉटस्पॉट" जैसे बेहतर शीतलन लाभ हैं, जो उच्च-शक्ति उपकरणों के लिए ताप अपव्यय और उच्च ताप प्रवाह घनत्व वाले क्षेत्रों में तापमान को बराबर करने की अड़चन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। यह ओवरक्लॉकिंग के बाद मजबूत ओवरक्लॉकिंग प्रदर्शन और सिस्टम स्थिरता भी सुनिश्चित कर सकता है। हीट पाइप/इक्वलाइजिंग प्लेट के बीच तापीय चालकता गर्मी को कई असेंबल किए गए हीट पाइप/इक्वलाइजिंग प्लेटों में स्थानांतरित करने के लिए है, जिसमें संपर्क थर्मल प्रतिरोध और तांबे का थर्मल प्रतिरोध होता है; और 3डी वीसी, त्रि-आयामी संरचना कनेक्टिविटी के माध्यम से, आंतरिक तरल चरण संक्रमण और थर्मल प्रसार से गुजरता है, गर्मी अपव्यय के लिए दांतों के दूरस्थ अंत तक चिप गर्मी को सीधे और कुशलता से स्थानांतरित करता है।
शीतलन तकनीक में दो प्रकार शामिल हैं: वायु शीतलन और तरल शीतलन। एयर-कूल्ड तकनीक में, हीट पाइप और वीसी की गर्मी अपव्यय क्षमता अपेक्षाकृत कम होती है। 3डी वीसी ऊष्मा अपव्यय की ऊपरी सीमा को 1000W तक बढ़ाया जा सकता है, और दोनों को ऊष्मा अपव्यय के लिए पंखे की आवश्यकता होती है। यह तकनीक सरल, सस्ती और अधिकांश उपकरणों के लिए उपयुक्त है। तरल शीतलन तकनीक में उच्च शीतलन दक्षता होती है, जिसमें दो प्रकार शामिल हैं: कोल्ड प्लेट और विसर्जन प्रकार। उनमें से, कोल्ड प्लेट मध्यम प्रारंभिक निवेश, कम संचालन और रखरखाव लागत और अपेक्षाकृत परिपक्व के साथ एक अप्रत्यक्ष शीतलन विधि है। एनवीडिया जीबी200 एनवीएल72 एक कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग समाधान अपनाता है; विसर्जन शीतलन उच्च तकनीकी आवश्यकताओं और उच्च परिचालन और रखरखाव लागत के साथ एक प्रत्यक्ष शीतलन विधि है।
एआई बड़े मॉडलों के प्रशिक्षण और प्रचार के लिए चिप्स से उच्च कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती है और एकल चिप्स की बिजली खपत में सुधार होता है। चिप का तापमान उसके प्रदर्शन को प्रभावित करता है। जब चिप का ऑपरेटिंग तापमान 70-80 डिग्री के करीब होता है, तो तापमान में प्रत्येक 2 डिग्री की वृद्धि के लिए, चिप का प्रदर्शन लगभग 10% कम हो जाएगा। इसलिए, एकल चिप की बिजली खपत में वृद्धि से गर्मी अपव्यय की मांग और बढ़ जाती है। इसके अलावा, Nvidia B200 की बिजली खपत 1000W से अधिक है और यह एयर-कूल्ड कूलिंग की ऊपरी सीमा के करीब है; "डुअल कार्बन" और "ईस्ट वेस्ट कैलकुलेशन" जैसी नीतियों में डेटा केंद्रों के लिए सख्ती से PUE की आवश्यकता होती है, और तरल शीतलन के लिए औसत PUE वायु शीतलन की तुलना में कम है; टीसीओ के संदर्भ में, एयर कूलिंग की तुलना में, कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग की प्रारंभिक निवेश लागत एयर कूलिंग के करीब है, और बाद की परिचालन लागत कम है।
सिंगल फेज इमर्शन लिक्विड कूल्ड कैबिनेट: यह टैंक में बनाया गया एक लिक्विड कूल्ड सर्वर है, जिसमें सीडीयू और टैंक पाइपलाइनों से जुड़े होते हैं। निचली पाइपलाइन कम तापमान वाले शीतलन माध्यम को टैंक में ले जाती है, और तरल ठंडा माध्यम तरल ठंडा सर्वर से गर्मी को अवशोषित करता है। तापमान बढ़ने के बाद, यह वापस सीडीयू में प्रवाहित होता है, और गर्मी सीडीयू द्वारा दूर ले जाया जाता है। यह संरचना सर्वर के पूर्ण तरल शीतलन को प्राप्त कर सकती है, और पंखे रहित डिज़ाइन के परिणामस्वरूप वायु शीतलन की तुलना में उच्च शक्ति घनत्व और कम PUE होता है। लेकिन तकनीकी कठिनाई अधिक है और प्रवेश दर अपेक्षाकृत कम है।
दो चरण विसर्जन: उच्च तकनीकी आवश्यकताओं के साथ, यह सिस्टम पावर घनत्व में काफी वृद्धि कर सकता है। सर्वर में मुख्य चिप की उच्च शक्ति के कारण, चिप की सतह को इसकी सतह पर गैसीकरण कोर को बढ़ाने, चरण परिवर्तन गर्मी हस्तांतरण दक्षता को बढ़ाने और 100W/से अधिक की अधिकतम गर्मी अपव्यय घनत्व प्राप्त करने के लिए उन्नत उबलते उपचार से गुजरना पड़ता है। सी ㎡.
एआई कंप्यूटिंग शक्ति और नीति पीयूई के विकास से प्रेरित, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के ऑपरेटिंग तापमान को नियंत्रित करने के लिए कूलिंग तकनीक को लगातार उन्नत करने की आवश्यकता है। चिप स्तर का ताप अपव्यय हीट पाइप/वीसी से अधिक कुशल 3डीवीसी और कोल्ड प्लेट कूलिंग समाधानों में स्थानांतरित हो जाएगा, जिससे चिप कूलिंग तकनीक में निरंतर नवाचार होगा।
