Sztuczna inteligencja i chłodzenie termiczne
Aplikacje AI przyspieszają ewolucję centrów danych w kierunku dużej gęstości. W obliczu gwałtownego wzrostu ilości danych i obliczeń powodowanego przez sztuczną inteligencję oraz rosnącego niedoboru zasobów centrów danych, zwłaszcza w miastach pierwszego rzędu, jedynie poprawa mocy obliczeniowej, możliwości przechowywania i transmisji na jednostkę powierzchni sali komputerowej może maksymalizować wartość centrum danych. Wprowadzenie chipów AI o dużej mocy obliczeniowej przyspieszy ewolucję trendu dużej gęstości mocy serwerów.
Ponieważ ChatGPT rozpala nową falę entuzjazmu dla aplikacji sztucznej inteligencji, krajowe i zagraniczne centra danych oraz producenci biznesów w chmurze zaczęli promować budowę infrastruktury AI, a odsetek dostaw serwerów AI we wszystkich serwerach stopniowo rośnie. Według danych TrendForce roczny wolumen dostaw serwerów AI wyposażonych w GPGPU stanowił prawie 1 procent wszystkich serwerów w 2022 r. W 2023 r., dzięki wsparciu aplikacji sztucznej inteligencji, takich jak ChatGPT, oczekuje się, że wolumen dostaw serwerów AI wzrośnie o 8 procent rok do roku. Oczekuje się, że w latach 2022–2026 wolumen przesyłek CAGR osiągnie 10,8 proc. Procesory graficzne są używane głównie w serwerach AI, głównie Nvidia H100, A100, A800 (wysyłane głównie do Chin), a także AMD serii MI250 i MI250X. Proporcja NVIDIA i AMD wynosi około 8:2.
Wpływ prędkości wentylatora przekraczającej 4000 obr/min na opór cieplny jest ograniczony. Według CNKI w systemie chłodzonym powietrzem prędkość wentylatora wzrasta z 1000 obr/min do 4000 obr/min, a w rozpraszaniu ciepła wiórów dominuje konwekcja. Wraz ze wzrostem natężenia przepływu współczynnik konwekcyjnego przenikania ciepła znacznie wzrasta. Chłodzenie powietrzem może skutecznie poprawić problemy z odprowadzaniem ciepła z wiórów. Gdy prędkość wentylatora przekracza 4000 obr/min, spadek oporu wymiany ciepła jest stosunkowo łagodny, a zwiększenie prędkości może jedynie poprawić wymianę ciepła za pomocą powietrza, co skutkuje zmniejszeniem efektu rozpraszania ciepła. Chłodzenie cieczą na poziomie chipa to przyszły trend rozwojowy. W przypadku przestrzeni serwerowej o wysokości 2U, 250 W to w przybliżeniu maksymalny limit chłodzenia powietrzem i rozpraszania ciepła; Powyżej 4U chłodzenie powietrzem może osiągnąć 400-600W; TDP układów AI zazwyczaj przekracza 400 W, głównie przy wykorzystaniu 4-8U. Tradycyjne odprowadzanie ciepła chłodzone powietrzem osiągnęło swój limit. Kontrola temperatury chipa jest szczególnie ważna dla stabilnej i ciągłej pracy, przy maksymalnej temperaturze nie przekraczającej 85 stopni. Nadmierna temperatura może spowodować uszkodzenie chipa. W zakresie 70-80 stopnia każde 10 stopni wzrostu temperatury pojedynczego elementu elektronicznego zmniejsza niezawodność systemu o 50 procent. Dlatego w kontekście zwiększonej mocy układ chłodzenia zostanie zmodernizowany do chłodzenia cieczą na poziomie chipa.
W porównaniu do chłodzenia powietrzem, chłodzenie cieczą może nie tylko spełnić wymagania dotyczące rozpraszania ciepła w szafach o dużej gęstości mocy, ale także osiągnąć niższy PUE i wyższą moc wyjściową (GUE). W porównaniu z tradycyjnym chłodzeniem powietrzem, PUE chłodzenia cieczą z zimną płytą wynosi zazwyczaj 1,1x, przy GUE wynoszącym ponad 75 procent, podczas gdy PUE chłodzenia cieczą zanurzeniową może wynosić zaledwie 1,0x, przy GUE ponad 80 proc. Jednoczesne zastosowanie technologii chłodzenia cieczą może spowodować usunięcie części lub nawet wszystkich wentylatorów ze sprzętu IT (zwykle zużycie energii przez wentylator jest również wliczane do zużycia energii przez sprzęt serwerowy). W przypadku zanurzonego chłodzenia cieczą usunięcie wentylatora serwera może zmniejszyć zużycie energii przez serwer o około 4 procent -15 procent .
Obecna dojrzałość technologii chłodzenia cieczą z zimną płytą jest stosunkowo wysoka i stanowi główny nurt technologii chłodzenia cieczą. Zakładając, że obecna proporcja wynosi 80 proc. Oczekuje się, że w przyszłości, wraz z dojrzałością technologii chłodzenia cieczą zanurzeniową, ogólny odsetek będzie stopniowo wzrastał. Na podstawie kompleksowych obliczeń, szkolenie i wnioskowanie dotyczące dużych modeli sztucznej inteligencji przyniesie rynek chłodzenia cieczą o wartości 4 miliardów RMB. Wraz ze wzrostem parametrów modeli i promocją ich zastosowania, w ciągu najbliższych czterech lat rynek chłodzenia cieczą odnotuje złożoną roczną stopę wzrostu na poziomie 60 procent.
Wierzymy, że oczekuje się, że duży model sztucznej inteligencji doprowadzi do zwiększenia zapotrzebowania na moc obliczeniową, pobudzi budowę inteligentnych centrów obliczeniowych i superkomputerowych o dużej gęstości mocy, przyspieszy wprowadzanie na rynek urządzeń pomocniczych, takich jak systemy chłodzenia cieczą, a w przyszłości wraz z budową nowych centrów danych i transformacją istniejących centrów danych oczekuje się, że ogólny wskaźnik penetracji szybko wzrośnie. Obecnie branża chłodzenia cieczą jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju i optymistycznie patrzy na producentów posiadających wiodącą pozycję pod względem technologii i zdolności produkcyjnych.
