GPU sunucu-termosyphon ısı dağılımı teknolojisinin ısı dağılımı sorunu
Çeşitli sektörlerde derin öğrenme, simülasyon, BIM tasarımı ve AEC endüstri uygulamalarının geliştirilmesiyle, yapay zeka teknolojisi sanal GPU teknolojisinin kutsanması altında güçlü GPU bilgi işlem gücü analizi gereklidir. Hem GPU sunucuları hem de GPU iş istasyonları küçültme, modülerleştirme ve yüksek oranda entegre olma eğilimindedir. Isı akış yoğunluğu genellikle geleneksel hava soğutmalı GPU sunucu ekipmanının 7-10 katına ulaşır. Modüllerin merkezi kurulumu nedeniyle, çok miktarda ısıya sahip çok sayıda NVIDIA GPU grafik kartı vardır, bu nedenle ısı dağılımı sorunu çok belirgindir. Geçmişte, yaygın olarak kullanılan ısı dağılımı tasarım teknolojisi artık yeni sistemlerin gereksinimlerini karşılayamıyor. Geleneksel su soğutmalı GPU sunucuları veya sıvı soğutmalı GPU sunucuları fanların desteğinden ayrılamaz. Bugün termosifon ısı dağılım teknolojisini analiz edeceğiz.
Şu anda, piyasadaki termosimfon ısı dağılımı teknolojisi esas olarak gövde olarak bir kolon veya plaka radyatörü kullanır, radyatörün dibine bir ısı orta tüpü yerleştirilir, kabuğa bir çalışma sıvısı enjekte edilir ve bir vakum ortamı kurulur. Bu normal sıcaklık yerçekimi ısı borusu. Çalışma süreci şu şekildedir: Radyatörün alt kısmında, ısıtma sistemi kabuktaki çalışma sıvısını ısı orta borudan ısıtır. Çalışma sıcaklığı aralığında, çalışma sıvısı kaynar ve buhar ısıyı yoğunlaştırmak ve serbest bırakmak için radyatörün üst kısmına yükselir ve yoğuşma radyatörün iç duvarı boyunca akar. Isıtma bölümüne reflü tekrar ısıtılır ve buharlaştırılır ve ısıtma ve ısıtma amacına ulaşmak için çalışma sıvısının sürekli döngü fazı değişimi ile ısı kaynağından ısı emiciye aktarılır.
1 GPU iş istasyonlarında termosyfon ısı dağılımı uygulaması
Her nesil CPU soğutucusu, çağdaş teorik performans sınırına adım adım nasıl taşınır? En ilkel alüminyum ısı emiciden günümüze kadar iyi bir seçimdir. Bazı küçük yüzgeçlerin kullanımı çok kolay olduğundan, daha fazla ve daha büyük yüzgeçlerin kullanımının daha iyi olduğunu düşünebilirsiniz? Ancak, sonuç böyle değildir. Yüzgeçler ısı kaynağından ne kadar uzaksa, yüzgeçlerin sıcaklığı o kadar düşük olacaktır. Sıcaklık çevredeki havanın sıcaklığına düştüğünde, yüzgeçler ne kadar süre yapılırsa yapılın, ısı transferi artmaya devam etmeyecektir.
Modern GPU bilgi işlem gücü tüketimi 75 ila 350 watt veya daha yüksek bir aralığa girdiğinde, termal tasarım mühendisleri yeni ısı dağıtma yöntemleri geliştirmeye yöneliyor. Isı borusunun kendisi radyatörün ısı dağılma kapasitesini artırmaz. İşlevi, metalin kendisinden çok daha yüksek bir ısı transfer verimliliği elde etmek için aynı anda ısı iletimi ve ısı konveksiyonu kullanmaktır.
1937'nin başlarında termosifon teknolojisi ortaya çıktı. Normal çalışma sırasında, ısı borusunun içindeki sıvı kaynar ve buhar buhar odasından yoğuşma ucuna ulaşır ve daha sonra buhar sıvıya geri döner ve daha sonra tüp çekirdeğinden ısı kaynağına geri döner. Tüp çekirdeği genellikle sinterlenmiş metaldedir. Bununla birlikte, ısı borusu çok fazla ısı emerse, "ısı borusunun kuruduğu" olgusu ortaya çıkacaktır. Sıvı sadece buhar odasında buhar haline gelmekle kalmaz, aynı zamanda tüp çekirdeğinde buhar haline gelir, bu da ısı kaynağına geri dönmek için sıvıya geri dönmesini önler, bu da ısı borusunun termal direncini büyük ölçüde arttırır.
Şimdi vurgumuz termosyfon geliyor. Termosyphon ısı dağılımı, sıvıyı buharlaşma ucuna geri getirmek için bir tüp çekirdeği kullanan bir ısı borusuna benzemez, ancak sirkülasyon oluşturmak için bazı ustaca tasarımlarla birleştiğinde sadece yerçekimini kullanır ve sıvı buharlaştırma işlemini bir su pompası olarak kullanır. Bu yeni bir teknoloji değildir, büyük ısı salınımı olan endüstriyel uygulamalarda çok yaygındır.
Genel olarak konuşursak, GPU'nun içindeki soğutucu akışkan kaynar, içerideki yoğuşma tarafına yukarı doğru akar, sıvıya geri döner ve buharlaşan tarafa geri döner. Teoride iki önemli avantaj vardır:
1. Isı borularının kurumasından kaçının ve ultra yüksek performanslı talaşları hız aşırtmak için kullanılabilir
2. Su pompasına gerek olmadığı için güvenilirlik geleneksel entegre su soğutmasından daha iyidir.
Termosifon ısı dağılımının en önemli noktası, kalınlığının geleneksel 103 mm'den sadece 30 mm'ye (üçte birinden daha az) düşürülmesi ve şeklin nispeten küçük olması ve performanstan ödün vermeyeceğidir. Termosyphon ısı dağıtım ekipmanının işlenmesini kolaylaştırmak için, çoğu üretici şu anda alüminyum malzemeler kullanmaktadır. Bakır da kullanılır ve sıcaklık sadece daha fazla ısı üreten GPU sunucuları için 5-10 derece düşürülebilir.
