Trong kỷ nguyên AI, làm mát bằng chất lỏng có phải là cách duy nhất để tản nhiệt
Theo dự đoán, nhu cầu về sức mạnh tính toán trong tương lai sẽ tăng nhanh và sức mạnh tính toán thông minh toàn cầu dự kiến sẽ đạt 105ZFLOPS vào năm 2030, tăng 500 lần so với năm 2020. Theo dữ liệu của IDC, quy mô sức mạnh tính toán thông minh của Trung Quốc đạt 268,0EFLOPS (1018 phép toán dấu phẩy động mỗi giây) vào năm 2022 và dự kiến quy mô sức mạnh tính toán thông minh sẽ tiến lên cấp ZFLOPS vào năm 2026, đạt 1271,4EFLOPS.
Với sự cải tiến liên tục của sức mạnh tính toán, cần phải cải thiện đáng kể hiệu suất chip để hỗ trợ nó, điều này mang đến một thách thức lớn khác, đó là mức tiêu thụ điện năng thiết kế nhiệt (TDP) của chip. Hiện tại, mức tiêu thụ điện năng của CPU đã đạt tới 350-500W, trong khi công suất của GPU cao cấp và chip chuyển mạch ASIC đã đạt trên 700W. Khi công suất chip được tăng thêm lên hơn 700W trong tương lai, thiết kế tản nhiệt của chip sẽ trở thành một vấn đề nghiêm trọng.
Hiện nay, phương pháp làm mát chip được sử dụng rộng rãi nhất là làm mát bằng không khí, nghĩa là một bộ tản nhiệt có độ dẫn nhiệt tốt được gắn vào một con chip có khả năng sinh nhiệt cao và một chiếc quạt nhỏ được cố định phía trên tản nhiệt. Luồng khí được tạo ra khi quạt quay tốc độ cao sẽ lấy đi nhiệt lượng trên tản nhiệt. Với sự cải tiến liên tục của công suất chip, sau khi vượt quá 300W, hiệu quả của việc sử dụng tản nhiệt truyền thống để tản nhiệt không còn rõ rệt nữa. Công nghệ làm mát bằng chất lỏng được coi là giải pháp làm mát lý tưởng trong kỷ nguyên AI.
Công nghệ làm mát bằng chất lỏng có thể được chia thành ba loại dựa trên các phương pháp làm mát khác nhau: làm mát bằng chất lỏng dạng tấm lạnh, làm mát bằng chất lỏng ngâm và làm mát bằng chất lỏng phun. Làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh là loại làm mát bằng chất lỏng tiếp xúc gián tiếp nhằm cố định tấm lạnh trên nguồn nhiệt và chất lỏng chảy bên trong tấm lạnh để truyền nhiệt ra khỏi thiết bị, giúp tản nhiệt. Làm mát bằng chất lỏng phun là công nghệ tản nhiệt bằng cách phun chất làm mát lên bề mặt thiết bị CNTT, hiệu quả tản nhiệt tương đối thấp.
Làm mát bằng chất lỏng ngâm được coi là công nghệ làm mát bằng chất lỏng chủ đạo và có khả năng triển khai quy mô lớn nhất trong các trung tâm dữ liệu làm mát bằng chất lỏng. Nó có những ưu điểm sau: thứ nhất, nó có hiệu suất hoạt động cao, vì làm mát bằng chất lỏng ngâm nhúng trực tiếp thiết bị CNTT vào chất làm mát, cho phép tiếp xúc toàn diện với các nguồn nhiệt, cải thiện đáng kể hiệu quả làm mát; Thứ hai, hiệu quả giảm tiếng ồn rất tốt do thiết bị CNTT được ngâm hoàn toàn trong chất làm mát, điều này có thể làm giảm tiếng ồn do thiết bị CNTT phát ra; Thứ ba là tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Làm mát bằng chất lỏng ngâm không yêu cầu sử dụng số lượng lớn quạt, điều này có thể làm giảm mức tiêu thụ điện năng và lượng khí thải carbon dioxide. Theo ước tính dữ liệu liên quan, so với làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng có thể tiết kiệm 20% -30% lượng điện cần thiết cho toàn bộ hoạt động của máy chủ.
Công nghệ làm mát bằng chất lỏng ngâm chắc chắn sẽ trở thành công nghệ làm mát chủ đạo trong kỷ nguyên AI trong tương lai. Tuy nhiên, công nghệ và sản phẩm làm mát bằng chất lỏng hiện nay vẫn đang trong giai đoạn ứng dụng tương đối sơ bộ, nhưng với sự phát triển của AI, trung tâm dữ liệu và các ứng dụng khác, việc ứng dụng và phổ biến công nghệ làm mát bằng chất lỏng sẽ được đẩy nhanh hơn. Với sự phát triển hơn nữa của công nghệ làm mát bằng chất lỏng ngâm, nó có thể trở thành lựa chọn 'duy nhất' để làm mát trung tâm dữ liệu trong tương lai.
