Медь или алюминий, что лучше для жидкостного охлаждения
С быстрым развитием технологий искусственного интеллекта, особенно в таких областях, как глубокое обучение и крупномасштабные языковые модели, спрос на вычислительную мощность значительно увеличился. Современные модели искусственного интеллекта, такие как GPT-4o, имеют десятки или даже миллиарды параметров и требуют огромных вычислительных ресурсов для обучения. Для обучения этих моделей требуется большое количество кластеров GPU или TPU, которые выделяют значительное количество тепла при работе с полной нагрузкой. Кроме того, для обеспечения реагирования приложений в режиме реального времени многим системам искусственного интеллекта требуется непрерывная работа. Эти системы обычно развертываются в центрах обработки данных или на периферийных вычислительных устройствах, которые также сталкиваются с проблемами высокого энергопотребления и охлаждения.
С развитием технологий микросхем и быстрым ростом вычислительной мощности серверов создание крупных центров обработки данных с высокой плотностью и высоким энергопотреблением стало необходимым выбором для баланса вычислительной мощности и экологических норм. Система охлаждения является одной из важных инфраструктур в центрах обработки данных. В центрах обработки данных с высокой плотностью размещения традиционное воздушное охлаждение сталкивается с проблемами недостаточного рассеивания тепла и серьезного энергопотребления. Технология жидкостного охлаждения стала оптимальным решением для снижения PUE в центрах обработки данных, обеспечивая больше экономических преимуществ при мощности 15 кВт/шкаф и выше.
Технология пластин жидкостного охлаждения представляет собой термическое решение, которое косвенно передает тепло компонентов охлаждающей жидкости, заключенной в циркуляционном трубопроводе, через холодную пластину (закрытую полость, состоящую из металлов с высокой теплопроводностью, таких как медь и алюминий), а затем использует охлаждающую жидкость. жидкость для отвода тепла.
Пластина жидкостного охлаждения — это самый ранний метод жидкостного охлаждения, обладающий высокой зрелостью и относительно низкой ценой. Согласно данным исследования, на долю жидкостного охлаждения с холодными пластинами приходится 90% доли рынка Китая. Жидкостное охлаждение холодной пластины достигается за счет плотного крепления холодной пластины к нагревательному элементу, при этом тепло передается от нагревательного элемента охлаждающей жидкости в холодной пластине. Это просто, грубо, но эффективно. Ожидается, что в 2022 году уровень проникновения технологии жидкостного охлаждения в центры обработки данных составит от 5% до 8%, при этом воздушное охлаждение по-прежнему будет занимать более 90% доли рынка.
Теплопроводность меди составляет около 400 Вт/мК, а теплопроводность алюминия — около 235 Вт/мК. Теплопроводность меди значительно выше, чем у алюминия. Таким образом, медные охлаждающие пластины теоретически могут быстрее передавать тепло, выделяемое серверами, охлаждающей жидкости, тем самым обеспечивая более эффективное рассеивание тепла. Хотя теплопроводность алюминия не так хороша, как медь, его теплопроводность относительно высока, что достаточно для удовлетворения потребностей в отводе тепла большинства серверов с жидкостным охлаждением.
Плотность меди сравнительно высока, около 8,96 г/см³, что делает медную холодную плиту относительно тяжелой. Это может создать определенные проблемы при проектировании конструкции и установке сервера. Алюминий имеет меньшую плотность — около 2,70 г/см³, что значительно легче меди, поэтому алюминиевые холодные плиты имеют значительное преимущество в весе. Низкая плотность алюминия делает алюминиевые холодные пластины легче. Это не только полезно для снижения общего веса сервера, но также может в определенной степени повысить структурную прочность сервера. Кроме того, алюминиевый материал легче, что способствует снижению общего веса серверов и снижению затрат на транспортировку и установку.
Медные и алюминиевые холодные пластины имеют свои преимущества и недостатки при использовании серверов с жидкостным охлаждением. В ситуациях, когда тепловые требования высоки, а стоимость не является основным фактором, более подходящими могут быть медные холодные пластины; В стремлении к экономичности и легкости алюминиевые холодные пластины могут иметь больше преимуществ. Конкретный выбор необходимо всесторонне рассмотреть с учетом требований и ограничений конкретного сценария применения. Если мы сможем получить детальное представление о конкретных ситуациях, таких как тепловая нагрузка, бюджет, ограничения по весу и т. д. в сценарии применения, это может помочь нам сделать более точный выбор.
