जीपीयू में थर्मोसाइफन ताप अपव्यय तकनीक

vvvविभिन्न उद्योगों में गहन शिक्षण, सिमुलेशन, बीआईएम डिजाइन और एईसी उद्योग अनुप्रयोगों के विकास के साथ, एआई प्रौद्योगिकी वर्चुअल जीपीयू प्रौद्योगिकी के आशीर्वाद के तहत, शक्तिशाली जीपीयू कंप्यूटिंग पावर विश्लेषण की आवश्यकता है। GPU सर्वर और GPU वर्कस्टेशन दोनों ही लघु, मॉड्यूलर और अत्यधिक एकीकृत होते हैं। ताप प्रवाह घनत्व अक्सर पारंपरिक एयर-कूल्ड जीपीयू सर्वर उपकरण के 7-10 गुना तक पहुंच जाता है। मॉड्यूल की केंद्रीकृत स्थापना के कारण, बड़ी मात्रा में गर्मी के साथ बड़ी संख्या में NVIDIA GPU ग्राफिक्स कार्ड हैं, इसलिए गर्मी अपव्यय समस्या बहुत प्रमुख है। अतीत में, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली ताप अपव्यय डिज़ाइन तकनीक अब नई प्रणालियों की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है। पारंपरिक वाटर-कूल्ड जीपीयू सर्वर या लिक्विड-कूल्ड जीपीयू सर्वर को पंखे के समर्थन से अलग नहीं किया जा सकता है। आज हम थर्मोसाइफन ताप अपव्यय तकनीक का विश्लेषण करेंगे।

वर्तमान में, बाजार में थर्मोसाइफन हीट डिसिपेशन तकनीक मुख्य रूप से बॉडी के रूप में एक कॉलम या प्लेट रेडिएटर का उपयोग करती है, रेडिएटर के नीचे एक हीट मीडियम ट्यूब डाली जाती है, एक कार्यशील तरल पदार्थ को शेल में इंजेक्ट किया जाता है, और एक वैक्यूम वातावरण स्थापित किया जाता है। . यह एक सामान्य तापमान गुरुत्वाकर्षण ताप पाइप है। काम करने की प्रक्रिया इस प्रकार है: रेडिएटर के निचले भाग में, हीटिंग सिस्टम हीट मीडियम पाइप के माध्यम से शेल में काम कर रहे तरल पदार्थ को गर्म करता है। कार्यशील तापमान सीमा के भीतर, कार्यशील द्रव उबलता है, और भाप संघनित होने और गर्मी छोड़ने के लिए रेडिएटर के ऊपरी भाग तक बढ़ती है, और संघनन रेडिएटर की भीतरी दीवार के साथ बहता है। हीटिंग सेक्शन में रिफ्लक्स को गर्म किया जाता है और फिर से वाष्पित किया जाता है, और हीटिंग और हीटिंग के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए काम कर रहे तरल पदार्थ के निरंतर चक्र चरण परिवर्तन के माध्यम से गर्मी को गर्मी स्रोत से हीट सिंक में स्थानांतरित किया जाता है।

GPU कार्यस्थानों पर थर्मोसाइफ़ोन ताप अपव्यय का अनुप्रयोग:

सीपीयू कूलर की प्रत्येक पीढ़ी समकालीन सैद्धांतिक प्रदर्शन की सीमा तक कदम दर कदम कैसे आगे बढ़ती है। सबसे आदिम एल्यूमीनियम हीट सिंक से लेकर वर्तमान तक, यह एक अच्छा विकल्प है। आप सोच सकते हैं कि चूंकि कुछ छोटे पंखों का उपयोग करना बहुत आसान है, तो क्या अधिक और बड़े पंखों का उपयोग करना बेहतर है? हालाँकि, परिणाम वैसा नहीं है। पंख ऊष्मा स्रोत से जितने दूर होंगे, पंखों का तापमान उतना ही कम होगा। जब तापमान आसपास की हवा के तापमान तक गिर जाता है, तो पंख कितने भी लंबे समय तक बने रहें, गर्मी हस्तांतरण में वृद्धि जारी नहीं रहेगी।

जब आधुनिक जीपीयू कंप्यूटिंग बिजली की खपत 75 से 350 वाट या उससे भी अधिक की सीमा में प्रवेश करती है, तो थर्मल डिज़ाइन इंजीनियर नई गर्मी अपव्यय विधियों को विकसित करने के लिए आगे बढ़ते हैं। ताप पाइप स्वयं रेडिएटर की ताप अपव्यय क्षमता को नहीं बढ़ाता है। इसका कार्य धातु की तुलना में बहुत अधिक गर्मी हस्तांतरण दक्षता प्राप्त करने के लिए एक ही समय में गर्मी चालन और गर्मी संवहन का उपयोग करना है।

1937 की शुरुआत में, थर्मोसिफ़ॉन तकनीक सामने आई। सामान्य ऑपरेशन के दौरान, हीट पाइप के अंदर का तरल उबल जाएगा, और भाप भाप कक्ष के माध्यम से संघनन अंत तक पहुंच जाएगी, और फिर भाप तरल में वापस आ जाएगी और फिर ट्यूब कोर के माध्यम से गर्मी स्रोत पर वापस आ जाएगी। ट्यूब कोर आमतौर पर सिंटेड धातु में होता है। हालाँकि, यदि हीट पाइप बहुत अधिक गर्मी अवशोषित करता है, तो "हीट पाइप सूखने" की घटना घटित होगी। तरल न केवल भाप कक्ष में भाप बन जाता है, बल्कि ट्यूब कोर में भी भाप बन जाता है, जो इसे गर्मी स्रोत पर लौटने के लिए तरल में बदलने से रोकता है, जिससे गर्मी पाइप के थर्मल प्रतिरोध में काफी वृद्धि होती है।

अब हमारा मुख्य आकर्षण आ रहा है-थर्मोसाइफन। थर्मोसाइफन ताप अपव्यय एक ताप पाइप की तरह नहीं है, जो तरल को वाष्पीकरण के अंत तक वापस लाने के लिए एक ट्यूब कोर का उपयोग करता है, लेकिन केवल गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करता है, एक परिसंचरण बनाने के लिए कुछ सरल डिजाइनों के साथ मिलकर, और तरल वाष्पीकरण प्रक्रिया को पानी पंप के रूप में उपयोग करता है . यह कोई नई तकनीक नहीं है, यह बड़े ताप उत्सर्जन वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों में बहुत आम है।

आम तौर पर कहें तो, जीपीयू के अंदर का रेफ्रिजरेंट उबल जाएगा, अंदर संघनन पक्ष में ऊपर की ओर प्रवाहित होगा, वापस तरल में बदल जाएगा और वाष्पीकरण पक्ष में वापस आ जाएगा। सिद्धांत में दो प्रमुख लाभ हैं:

1. हीट पाइप को सूखने से बचाएं, और इसका उपयोग अल्ट्रा-हाई परफॉर्मेंस चिप्स को ओवरक्लॉक करने के लिए किया जा सकता है

2. क्योंकि पानी पंप की कोई आवश्यकता नहीं है, विश्वसनीयता पारंपरिक एकीकृत जल शीतलन से बेहतर है

थर्मोसिफ़ॉन गर्मी अपव्यय का सबसे महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि इसकी मोटाई पारंपरिक 103 मिमी से घटकर केवल 30 मिमी (एक तिहाई से भी कम) हो जाएगी, और आकार अपेक्षाकृत छोटा है और प्रदर्शन से समझौता नहीं करेगा। थर्मोसाइफन ताप अपव्यय उपकरण के प्रसंस्करण की सुविधा के लिए, अधिकांश निर्माता वर्तमान में एल्यूमीनियम सामग्री का उपयोग करते हैं। तांबे का भी उपयोग किया जाता है, और तापमान को केवल अधिक गर्मी उत्पन्न करने वाले जीपीयू सर्वर के लिए 5-10 डिग्री तक कम किया जा सकता है।