Technológia termosifónového odvádzania tepla v GPU
vvvS rozvojom hlbokého učenia, simulácie, návrhu BIM a priemyselných aplikácií AEC v rôznych odvetviach, s požehnaním technológie virtuálnej GPU technológie AI, je potrebná výkonná analýza výpočtového výkonu GPU. Servery GPU aj pracovné stanice GPU majú tendenciu byť miniaturizované, modulované a vysoko integrované. Hustota tepelného toku často dosahuje 7-10-násobok hustoty tradičného vzduchom chladeného serverového zariadenia GPU. Vďaka centralizovanej inštalácii modulov existuje veľké množstvo grafických kariet NVIDIA GPU s veľkým množstvom tepla, takže problém s odvodom tepla je veľmi vypuklý. V minulosti bežne používaná technológia navrhovania odvodu tepla už nemôže spĺňať požiadavky nových systémov. Tradičné vodou chladené GPU servery alebo kvapalinou chladené GPU servery nemožno oddeliť od podpory ventilátorov. Dnes budeme analyzovať technológiu odvodu tepla termosifónom.
V súčasnosti technológia termosifónového odvodu tepla na trhu využíva ako teleso hlavne stĺpový alebo doskový radiátor, do spodnej časti radiátora sa vkladá trubica tepelného média, do plášťa sa vstrekuje pracovná tekutina a vytvára sa vákuové prostredie. . Toto je gravitačná tepelná trubica s normálnou teplotou. Pracovný proces je nasledovný: V spodnej časti radiátora vykurovací systém ohrieva pracovnú tekutinu v plášti cez potrubie tepelného média. V rozsahu pracovnej teploty pracovná kvapalina vrie a para stúpa do hornej časti radiátora, aby kondenzovala a uvoľnila teplo, a kondenzát steká pozdĺž vnútornej steny radiátora. Reflux do ohrievacej sekcie sa ohrieva a opäť odparuje a teplo sa prenáša zo zdroja tepla do chladiča prostredníctvom kontinuálnej fázy cyklu pracovnej tekutiny, aby sa dosiahol účel ohrevu a ohrevu.
Aplikácia termosifónového odvodu tepla na pracovných staniciach GPU:
Ako sa každá generácia CPU chladiča posúva krok za krokom k hranici súčasného teoretického výkonu. Od najprimitívnejšieho hliníkového chladiča až po súčasnosť je to dobrá voľba. Možno si myslíte, že keďže sa niektoré malé plutvy tak ľahko používajú, je lepšie používať väčšie a väčšie? Výsledok však neplatí. Čím ďalej sú rebrá od zdroja tepla, tým je teplota rebier nižšia. Keď teplota klesne na teplotu okolitého vzduchu, bez ohľadu na to, ako dlho sú rebrá vyrobené, prenos tepla sa nebude ďalej zvyšovať.
Keď spotreba moderného výpočtového výkonu GPU vstúpi do rozsahu 75 až 350 wattov alebo ešte viac, inžinieri tepelného dizajnu sa obrátia na vývoj nových metód rozptylu tepla. Tepelná trubica sama o sebe nezlepšuje kapacitu chladiča odvádzať teplo. Jeho funkciou je súčasne využívať vedenie tepla a prúdenie tepla na dosiahnutie oveľa vyššej účinnosti prenosu tepla, ako je účinnosť samotného kovu.
Už v roku 1937 sa objavila technológia termosifónu. Počas normálnej prevádzky by kvapalina vo vnútri tepelnej trubice vrie a para by dosiahla kondenzačný koniec cez parnú komoru a potom by sa para vrátila do kvapaliny a potom by sa vrátila do zdroja tepla cez jadro trubice. Jadro rúrky je zvyčajne zo spekaného kovu. Ak však tepelná trubica absorbuje príliš veľa tepla, dôjde k javu „vysychania tepelnej trubice“. Kvapalina sa stáva nielen parou v parnej komore, ale stáva sa parou aj v jadre rúrky, čo zabraňuje jej premene späť na kvapalinu, aby sa vrátila do zdroja tepla, čo výrazne zvyšuje tepelný odpor tepelnej trubice.
Teraz prichádza náš vrchol - termosifón. Odvod tepla termosifónom nie je ako tepelná trubica, ktorá využíva jadro trubice na privedenie kvapaliny späť na koniec odparovania, ale využíva iba gravitáciu spojenú s niektorými dômyselnými návrhmi na vytvorenie cirkulácie a proces odparovania kvapaliny využíva ako vodné čerpadlo. . Toto nie je nová technológia, je veľmi bežná v priemyselných aplikáciách s veľkým uvoľňovaním tepla.
Všeobecne povedané, chladivo vo vnútri GPU vrie, prúdi smerom nahor na kondenzačnú stranu vo vnútri, mení sa späť na kvapalinu a vracia sa na odparovaciu stranu. Teoreticky existujú dve hlavné výhody:
1. Zabráňte vysychaniu tepelných trubíc a možno ich použiť na pretaktovanie čipov s ultra vysokým výkonom
2. Pretože nie je potrebné vodné čerpadlo, spoľahlivosť je lepšia ako tradičné integrované vodné chladenie
Najdôležitejším bodom odvodu tepla termosifónom je, že jeho hrúbka sa zníži z tradičných 103 mm na iba 30 mm (zmenšenie na menej ako jednu tretinu) a tvar je relatívne malý a neohrozí výkon. Aby sa uľahčilo spracovanie termosifónových zariadení na odvod tepla, väčšina výrobcov v súčasnosti používa hliníkové materiály. Používa sa aj meď a teplota môže byť znížená o 5-10 stupňov iba pre servery GPU, ktoré generujú viac tepla.
