Il problema della dissipazione del calore della tecnologia di dissipazione del calore del server GPU-termosifone
Con lo sviluppo di applicazioni di deep learning, simulazione, progettazione BIM e AEC in vari settori, sotto la benedizione della tecnologia della GPU virtuale della tecnologia AI, è necessaria una potente analisi della potenza di calcolo della GPU. Sia i server GPU che le workstation GPU tendono ad essere miniaturizzati, modularizzati e altamente integrati. La densità del flusso di calore spesso raggiunge 7-10 volte quella delle tradizionali apparecchiature server GPU raffreddate ad aria. A causa dell'installazione centralizzata dei moduli, esiste un gran numero di schede grafiche GPU NVIDIA con una grande quantità di calore, quindi il problema della dissipazione del calore è molto importante. In passato, la tecnologia di progettazione della dissipazione del calore comunemente utilizzata non può più soddisfare i requisiti dei nuovi sistemi. I tradizionali server GPU raffreddati ad acqua o i server GPU raffreddati a liquido non possono essere separati dal supporto delle ventole. Oggi analizzeremo la tecnologia di dissipazione del calore a termosifone.
Attualmente, la tecnologia di dissipazione del calore a termosifone sul mercato utilizza principalmente un radiatore a colonna o a piastra come corpo, un tubo del mezzo di calore viene inserito nella parte inferiore del radiatore, un fluido di lavoro viene iniettato nel guscio e viene stabilito un ambiente sottovuoto . Questo è un tubo di calore per gravità a temperatura normale. Il processo di lavoro è il seguente: Nella parte inferiore del radiatore, il sistema di riscaldamento riscalda il fluido di lavoro nel guscio attraverso il tubo del mezzo di calore. All'interno dell'intervallo di temperatura di lavoro, il fluido di lavoro bolle e il vapore sale nella parte superiore del radiatore per condensare e rilasciare calore e la condensa scorre lungo la parete interna del radiatore. Il riflusso alla sezione di riscaldamento viene riscaldato ed evaporato nuovamente e il calore viene trasferito dalla sorgente di calore al dissipatore di calore attraverso il cambio di fase a ciclo continuo del fluido di lavoro per raggiungere lo scopo di riscaldamento e riscaldamento.
1 L'applicazione della dissipazione del calore a termosifone su workstation GPU
In che modo ogni generazione di dissipatori per CPU si sposta passo dopo passo al limite delle prestazioni teoriche contemporanee. Dal dissipatore di calore in alluminio più primitivo al presente, è una buona scelta. Potresti pensare che dal momento che alcune pinne piccole sono così facili da usare, è meglio usare pinne sempre più grandi? Tuttavia, il risultato non è il caso. Più le alette sono lontane dalla fonte di calore, minore è la temperatura delle alette. Quando la temperatura scende alla temperatura dell'aria circostante, indipendentemente dalla durata delle alette, il trasferimento di calore non continuerà ad aumentare.
Quando il consumo di potenza di calcolo della moderna GPU entra nell'intervallo da 75 a 350 watt o anche superiore, gli ingegneri della progettazione termica si rivolgono allo sviluppo di nuovi metodi di dissipazione del calore. Il tubo di calore stesso non migliora la capacità di dissipazione del calore del radiatore. La sua funzione è quella di utilizzare contemporaneamente la conduzione e la convezione del calore per ottenere un'efficienza di trasferimento del calore molto superiore a quella del metallo stesso.
Già nel 1937 apparve la tecnologia del termosifone. Durante il normale funzionamento, il liquido all'interno del tubo di calore bollirebbe e il vapore raggiungerebbe l'estremità di condensazione attraverso la camera del vapore, quindi il vapore ritornerebbe al liquido e quindi alla fonte di calore attraverso il nucleo del tubo. Il nucleo del tubo è solitamente in metallo sinterizzato. Tuttavia, se il tubo di calore assorbe troppo calore, il fenomeno di"prosciugamento del tubo di calore" si verificherà. Il liquido non solo diventa vapore nella camera del vapore, ma diventa anche vapore nel nucleo del tubo, il che gli impedisce di tornare al liquido per tornare alla fonte di calore, il che aumenta notevolmente la resistenza termica del tubo di calore.
Ora il nostro momento clou è in arrivo: il termosifone. La dissipazione del calore del termosifone non è come un tubo di calore, che utilizza un nucleo tubolare per riportare il liquido all'estremità dell'evaporazione, ma utilizza solo la gravità, insieme ad alcuni ingegnosi progetti per formare una circolazione, e utilizza il processo di evaporazione del liquido come una pompa dell'acqua . Questa non è una nuova tecnologia, è molto comune nelle applicazioni industriali con grandi emissioni di calore.
In generale, il refrigerante all'interno della GPU bollirà, scorrerà verso l'alto nel lato di condensazione interno, tornerà allo stato liquido e tornerà al lato di evaporazione. Ci sono due grandi vantaggi in teoria:
1. Evita che i tubi di calore si secchino e possono essere utilizzati per l'overclocking di chip ad altissime prestazioni
2. Poiché non è necessaria una pompa dell'acqua, l'affidabilità è migliore del tradizionale raffreddamento ad acqua integrato
Il punto più importante della dissipazione del calore del termosifone è che il suo spessore sarà ridotto dai tradizionali 103 mm a soli 30 mm (ridotti a meno di un terzo), e la forma è relativamente piccola e non comprometterà le prestazioni. Al fine di facilitare l'elaborazione delle apparecchiature di dissipazione del calore a termosifone, la maggior parte dei produttori attualmente utilizza materiali in alluminio. Viene utilizzato anche il rame e la temperatura può essere abbassata di 5-10 gradi, solo per i server GPU che generano più calore.
