Máy chủ GPU làm mát bằng ống nhiệt
Với sự phát triển của học sâu, mô phỏng, thiết kế BIM và các ứng dụng công nghiệp AEC trong các ngành công nghiệp khác nhau, dưới sự hỗ trợ của công nghệ GPU ảo công nghệ AI, cần phải phân tích sức mạnh tính toán GPU mạnh mẽ. Cả máy chủ GPU và máy trạm GPU đều có xu hướng được thu nhỏ, mô đun hóa và tích hợp cao. Mật độ dòng nhiệt thường gấp 7-10 lần so với thiết bị máy chủ GPU làm mát bằng không khí truyền thống. Do các mô-đun được cài đặt tập trung, có một số lượng lớn card đồ họa NVIDIA GPU với lượng nhiệt lớn nên vấn đề tản nhiệt rất nổi bật. Trước đây, công nghệ thiết kế tản nhiệt thường được sử dụng không còn đáp ứng được yêu cầu của các hệ thống mới. Máy chủ GPU làm mát bằng nước truyền thống hoặc máy chủ GPU làm mát bằng chất lỏng không thể tách rời khỏi sự hỗ trợ của quạt. Hôm nay chúng ta sẽ phân tích công nghệ tản nhiệt Thermosiphon.
Hiện tại, công nghệ làm mát bằng xi phông nhiệt trên thị trường chủ yếu sử dụng tản nhiệt dạng cột hoặc tấm làm thân, một ống trung bình nhiệt được đưa vào đáy tản nhiệt, chất lỏng làm việc được bơm vào vỏ và thiết lập môi trường chân không. Đây là một ống dẫn nhiệt trọng lực ở nhiệt độ bình thường. Quá trình làm việc như sau: Ở dưới cùng củatản nhiệt, hệ thống sưởi làm nóng chất lỏng làm việc trong vỏ thông qua đường ống dẫn nhiệt. Trong phạm vi nhiệt độ làm việc, chất lỏng làm việc sôi và hơi nước bốc lên phần trên củatản nhiệtđể ngưng tụ và giải phóng nhiệt, và nước ngưng chảy dọc theo bức tường bên trong củatản nhiệt. Dòng hồi lưu đến phần gia nhiệt được làm nóng và bay hơi trở lại, và nhiệt được truyền từ nguồn nhiệt sang bộ tản nhiệt thông qua sự thay đổi pha chu kỳ liên tục của chất lỏng làm việc để đạt được mục đích sưởi ấm và sưởi ấm.
Ứng dụng làm mát bằng phản ứng nhiệt trên máy trạm GPU
Làm thế nào để mỗi thế hệ bộ làm mát CPU di chuyển từng bước đến giới hạn hiệu suất lý thuyết hiện đại. Từ tản nhiệt nhôm nguyên thủy nhất cho đến nay, nó là một lựa chọn tốt. Bạn có thể nghĩ rằng vì một số cánh tản nhiệt nhỏ rất dễ sử dụng, nên càng nhiều cánh tản nhiệt lớn càng tốt để sử dụng? Tuy nhiên, kết quả không phải như vậy. Các cánh tản nhiệt càng xa nguồn nhiệt thì nhiệt độ của các cánh tản nhiệt càng thấp. Khi nhiệt độ giảm xuống bằng nhiệt độ của không khí xung quanh, cho dù cánh tản nhiệt có được tạo ra trong bao lâu đi chăng nữa, sự truyền nhiệt sẽ không tiếp tục tăng lên.
Khi mức tiêu thụ điện năng tính toán của GPU hiện đại nằm trong khoảng từ 75 đến 350 watt hoặc thậm chí cao hơn, các kỹ sư thiết kế nhiệt chuyển sang phát triển các phương pháp tản nhiệt mới. Bản thân ống dẫn nhiệt không tăng cường khả năng tản nhiệt của bộ tản nhiệt. Chức năng của nó là sử dụng đồng thời dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt để đạt được hiệu suất truyền nhiệt cao hơn nhiều so với bản thân kim loại.
Ngay từ năm 1937, công nghệ xi phông nhiệt xuất hiện. Trong quá trình hoạt động bình thường, chất lỏng bên trong ống dẫn nhiệt sẽ sôi và hơi nước sẽ đi đến đầu ngưng tụ qua buồng hơi, sau đó hơi nước sẽ trở lại chất lỏng rồi quay trở lại nguồn nhiệt qua lõi ống. Lõi ống thường bằng kim loại thiêu kết. Tuy nhiên, nếu ống dẫn nhiệt hấp thụ quá nhiều nhiệt sẽ xảy ra hiện tượng “làm khô ống dẫn nhiệt”. Chất lỏng không chỉ trở thành hơi nước trong buồng hơi mà còn trở thành hơi nước trong lõi ống, ngăn cản nó chuyển đổi ngược lại thành chất lỏng để quay trở lại nguồn nhiệt, điều này làm tăng đáng kể khả năng chịu nhiệt của ống dẫn nhiệt.
Bây giờ điểm nổi bật của chúng tôi là đến-thermosyphon. Tản nhiệt Thermosyphon không giống như ống dẫn nhiệt, sử dụng lõi ống để đưa chất lỏng trở lại đầu bay hơi, mà chỉ sử dụng trọng lực, kết hợp với một số thiết kế khéo léo để tạo thành tuần hoàn và sử dụng quá trình bay hơi chất lỏng như một máy bơm nước . Đây không phải là một công nghệ mới, nó rất phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp với sự giải phóng nhiệt lớn.
Điểm quan trọng nhất của tản nhiệt thermosiphon là độ dày của nó sẽ giảm từ 103 mm truyền thống xuống chỉ còn 30 mm (giảm xuống dưới một phần ba), và hình dạng tương đối nhỏ và sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất. Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý thiết bị tản nhiệt bằng xi phông nhiệt, hầu hết các nhà sản xuất hiện nay đều sử dụng vật liệu nhôm. Đồng cũng được sử dụng và nhiệt độ có thể giảm xuống 5-10 độ, chỉ dành cho các máy chủ GPU tạo ra nhiều nhiệt hơn.
