Tecnologia di dissipazione del calore a termosifone nella GPU
vvvCon lo sviluppo di deep learning, simulazione, progettazione BIM e applicazioni di settore AEC in vari settori, con la benedizione della tecnologia 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 raggiunge spesso 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 è più in grado di 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 del 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 creato un ambiente sotto vuoto . Questo è un tubo termico a 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 fluido termico. Nell'intervallo della temperatura di lavoro, il fluido di lavoro bolle e il vapore sale verso la 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 fonte di calore al dissipatore di calore attraverso il cambiamento di fase del ciclo continuo del fluido di lavoro per raggiungere lo scopo di riscaldamento e riscaldamento.
L'applicazione della dissipazione del calore tramite termosifone sulle workstation GPU:
In che modo ogni generazione di dispositivi di raffreddamento della CPU si muove passo dopo passo verso il limite delle prestazioni teoriche contemporanee. Dal più primitivo dissipatore di calore in alluminio fino ad oggi, è una buona scelta. Potresti pensare che, poiché alcune pinne piccole sono così facili da usare, è meglio usare pinne più grandi e più grandi? Tuttavia, il risultato non è quello. Più le alette sono lontane dalla fonte di calore, minore è la temperatura delle alette. Quando la temperatura scende alla temperatura dell'aria circostante, non importa per quanto tempo vengono realizzate le alette, il trasferimento di calore non continuerà ad aumentare.
Quando il consumo energetico dei computer GPU moderni entra nell'intervallo compreso tra 75 e 350 watt o addirittura superiore, gli ingegneri progettisti termici si rivolgono allo sviluppo di nuovi metodi di dissipazione del calore. Il tubo termico stesso non aumenta 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 termico bolle e il vapore raggiunge l'estremità di condensazione attraverso la camera del vapore, quindi il vapore ritorna 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 termico assorbe troppo calore, si verificherà il fenomeno del "secco del tubo termico". Il liquido non solo diventa vapore nella camera del vapore, ma diventa vapore anche nel nucleo del tubo, impedendogli di tornare allo stato liquido per tornare alla fonte di calore, aumentando notevolmente la resistenza termica del tubo termico.
Ora il nostro momento clou è l'arrivo del termosifone. La dissipazione del calore del termosifone non è come un tubo termico, che utilizza un nucleo del tubo per riportare il liquido al punto di evaporazione, ma utilizza solo la gravità, abbinata ad alcuni progetti ingegnosi 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 grande rilascio di calore.
In generale, il refrigerante all'interno della GPU bolle, scorre verso l'alto nel lato interno di condensa, ritorna allo stato liquido e ritorna al lato di evaporazione. In teoria i vantaggi principali sono due:
1. Evita che i tubi di calore si secchino e può essere utilizzato per l'overclocking di chip ad altissime prestazioni
2. Poiché non è necessaria una pompa dell'acqua, l'affidabilità è migliore rispetto al 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. Per facilitare la lavorazione 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.
