Будет ли жидкостное охлаждение единственным выбором в эпоху искусственного интеллекта?
С ростом популярности ChatGPT возникла волна AIGC, и многие отечественные и зарубежные производители объявили о запуске модели Big Prophecy. Популярность индустрии AIGC значительно увеличила спрос на вычислительную мощность. Согласно прогнозам, спрос на вычислительную мощность в будущем будет быстро расти, а глобальная интеллектуальная вычислительная мощность, как ожидается, достигнет 105ZFLOPS (1021 вычислений с плавающей запятой в секунду) к 2030 году, что в 500 раз больше, чем в 2020 году.
При постоянном улучшении вычислительной мощности необходимо значительно улучшать производительность чипов для ее поддержки, что ставит еще одну серьезную проблему — расчетную тепловую мощность (TDP) чипов. В настоящее время потребляемая мощность ЦП достигла 350-500Вт, а мощность высокопроизводительных графических процессоров и микросхем ASIC-коммутатора превысила 700 Вт. Когда в будущем мощность чипа увеличится до более чем 700 Вт, конструкция охлаждения чипа станет серьезной проблемой.
В настоящее время наиболее широко используемым методом теплового решения чипа является воздушное охлаждение, что означает, что к чипу с более высоким тепловыделением прикрепляется радиатор с хорошей теплопроводностью, а над радиатором закрепляется небольшой вентилятор. Тепло от радиатора уносится потоком воздуха, создаваемым высокоскоростным вращением вентилятора. При постоянном увеличении мощности чипа эффект от использования традиционных радиаторов для рассеивания тепла перестает быть значительным после превышения мощности 300 Вт. Технология жидкостного охлаждения считается идеальным решением для охлаждения в эпоху искусственного интеллекта.
Технологию жидкостного охлаждения можно разделить на три типа в зависимости от различных методов рассеивания тепла: жидкостное охлаждение с холодной пластиной, погружное жидкостное охлаждение и распыляющее жидкостное охлаждение. Жидкостное охлаждение с холодной пластиной — это жидкостное охлаждение с непрямым контактом, при котором холодная пластина фиксируется на объекте рассеивания тепла, а жидкость течет внутри холодной пластины, отводя тепло от оборудования, обеспечивая рассеивание тепла. Распылительное жидкостное охлаждение — это технология жидкостного охлаждения, при которой охлаждающая жидкость распыляется на поверхность ИТ-оборудования для отвода тепла, но ее эффективность рассеивания тепла относительно низкая. Погружное жидкостное охлаждение — это тип жидкостного охлаждения с прямым контактом, который полностью погружает ИТ-оборудование, такое как серверы, требующее отвода тепла, в охлаждающую жидкость, и охлаждает его за счет циркуляции жидкости или фазового перехода.
Погружное жидкостное охлаждение считается наиболее распространенной и эффективной технологией жидкостного охлаждения для крупномасштабного внедрения в центрах обработки данных с жидкостным охлаждением. Он имеет следующие преимущества: во-первых, высокая эффективность рассеивания тепла, поскольку погружное жидкостное охлаждение непосредственно погружает ИТ-оборудование в охлаждающую жидкость, которая может полностью контактировать с источником тепла и значительно повысить эффективность рассеивания тепла; Во-вторых, эффект снижения шума хороший, поскольку ИТ-оборудование полностью погружено в охлаждающую жидкость, что может снизить шум, издаваемый ИТ-оборудованием; Третье – энергосбережение и защита окружающей среды. Погружное жидкостное охлаждение не требует использования большого количества вентиляторов, что позволяет снизить потребление электроэнергии и выбросы углекислого газа. По оценкам соответствующих данных, жидкостное охлаждение может сэкономить 20% -30% электроэнергии, необходимой для всей работы сервера, по сравнению с воздушным охлаждением.
Технология погружного жидкостного охлаждения неизбежно станет основной технологией охлаждения в эпоху искусственного интеллекта в будущем. Тем не менее, нынешняя технология и продукты жидкостного охлаждения все еще находятся на начальной стадии применения, но с развитием таких приложений, как искусственный интеллект и центры обработки данных, применение и популяризация технологии жидкостного охлаждения будет ускоряться. По данным исследовательских институтов, ожидается, что к 2025 году объем рынка IDC с жидкостным охлаждением в Китае превысит 120 миллиардов юаней, при этом темпы роста превысят 30%, а доля технологий погружного жидкостного охлаждения превысит 40%. С дальнейшим развитием технологии погружного жидкостного охлаждения в будущем она может стать единственным выбором для охлаждения центров обработки данных.
