Термосифонна технологія розсіювання тепла в GPU
vvv З розвитком галузевих програм глибокого навчання, моделювання, проектування BIM та AEC у різних галузях, під благословенням технології віртуального графічного процесора технології штучного інтелекту, потрібен потужний аналіз обчислювальної потужності графічного процесора. І сервери GPU, і робочі станції GPU мають тенденцію бути мініатюрними, модульними та високоінтегрованими. Щільність теплового потоку часто в 7-10 разів перевищує щільність традиційного серверного обладнання GPU з повітряним охолодженням. Завдяки централізованому встановленню модулів існує велика кількість відеокарт NVIDIA GPU з великою кількістю тепла, тому проблема розсіювання тепла є дуже помітною. У минулому широко використовувана технологія розсіювання тепла більше не може відповідати вимогам нових систем. Традиційні GPU-сервери з водяним охолодженням або GPU-сервери з рідинним охолодженням не можуть бути відокремлені від підтримки вентиляторів. Сьогодні ми розберемо технологію термосифонного відведення тепла.
В даний час технологія термосифонного розсіювання тепла на ринку в основному використовує колонний або пластинчастий радіатор як корпус, трубку теплоносія вставляють у нижню частину радіатора, робочу рідину вводять в корпус і встановлюють вакуумне середовище. . Це гравітаційна теплова труба нормальної температури. Робочий процес полягає в наступному: в нижній частині радіатора система опалення нагріває робочу рідину в корпусі через трубу теплоносія. У робочому діапазоні температур робоча рідина кипить, а пара піднімається у верхню частину радіатора для конденсації та виділення тепла, а конденсат тече по внутрішній стінці радіатора. Рефлюкс до нагрівальної секції знову нагрівається та випаровується, а тепло передається від джерела тепла до радіатора через зміну фази безперервного циклу робочої рідини для досягнення мети нагрівання та нагрівання.
Застосування термосифонного тепловідведення на GPU робочих станціях:
Як кожне покоління процесорного кулера крок за кроком просувається до межі сучасної теоретичної продуктивності. Від найпримітивнішого алюмінієвого радіатора до сьогодення, це хороший вибір. Ви можете подумати, що, оскільки деякі маленькі ласти такі прості у використанні, чи краще використовувати більше і більші ласти? Однак результат не той. Чим далі ребра від джерела тепла, тим нижча температура ребер. Коли температура падає до температури навколишнього повітря, незалежно від того, якою довжиною зроблені ребра, тепловіддача не буде продовжувати збільшуватися.
Коли сучасне обчислювальне енергоспоживання GPU досягає діапазону від 75 до 350 Вт або навіть вище, інженери-проектувальники звертаються до розробки нових методів розсіювання тепла. Теплова трубка сама по собі не підвищує тепловіддачу радіатора. Його функція полягає в тому, щоб використовувати теплопровідність і теплоконвекцію одночасно для досягнення ефективності теплопередачі, набагато вищої, ніж у самого металу.
Ще в 1937 році з'явилася термосифонна технологія. Під час нормальної роботи рідина всередині теплової труби закипає, а пара досягає кінця конденсації через парову камеру, а потім пара повертається в рідину, а потім повертається до джерела тепла через серцевину труби. Серцевина труби зазвичай містить спечений метал. Однак, якщо теплова труба поглинає занадто багато тепла, відбудеться явище «висихання теплової труби». Рідина не тільки стає парою в паровій камері, але також стає парою в серцевині труби, що запобігає її перетворенню назад у рідину для повернення до джерела тепла, що значно збільшує термічний опір теплової труби.
Тепер на черзі наша родзинка - термосифон. Термосифонне розсіювання тепла не схоже на теплову трубу, яка використовує серцевину трубки для повернення рідини до кінця випаровування, а лише використовує силу тяжіння в поєднанні з деякими геніальними конструкціями для формування циркуляції та використовує процес випаровування рідини як водяний насос . Це не нова технологія, вона дуже поширена в промислових застосуваннях з великим виділенням тепла.
Взагалі кажучи, холодоагент усередині графічного процесора закипить, потече вгору в сторону конденсації всередині, знову перетвориться на рідину та повернеться на сторону випаровування. У теорії є дві основні переваги:
1. Уникайте висихання теплових трубок і їх можна використовувати для розгону надвисокопродуктивних мікросхем
2. Оскільки немає потреби у водяному насосі, надійність краща, ніж у традиційного вбудованого водяного охолодження
Найважливішим моментом розсіювання тепла термосифона є те, що його товщина буде зменшена з традиційних 103 мм до лише 30 мм (зменшується до менш ніж однієї третини), а форма є відносно маленькою та не погіршить продуктивність. Для полегшення обробки термосифонного тепловідвідного обладнання більшість виробників в даний час використовують алюмінієві матеріали. Також використовується мідь, і температура може бути знижена на 5-10 градусів, лише для серверів GPU, які генерують більше тепла.
