AIGC przyspiesza eksplozję rynku chłodzenia cieczą na poziomie wiórów

AIGC napędza duże zapotrzebowanie na moc obliczeniową. AIGC opiera się na dużych modelach i dużych zbiorach danych. Model generatywny/podejście multimodalne w AIGC wymaga głównie inteligentnej mocy obliczeniowej. W 2021 r. łączna skala mocy obliczeniowej/inteligentnego sprzętu komputerowego na świecie wyniesie 615/232EFlops i oczekuje się, że do 2030 r. wzrośnie do 56/52,5ZFlops, przy CAGR65%/80%; Czas podwojenia średniej mocy obliczeniowej został skrócony do 9,9 miesiąca.

Chłodzenie cieczą na poziomie wiórów stało się głównym rozwiązaniem w zakresie chłodzenia. Wzrost zużycia energii powoduje zwiększenie wymagań dotyczących chłodzenia: zużycie energii procesora Intel przekracza 350 W, zużycie energii procesora graficznego NVIDIA przekracza 700 W, a gęstość mocy obliczeniowej klastra AI zwykle osiąga 50 kW na szafę. Chłodzenie powietrzem i rozpraszanie ciepła osiągnęły pułap wydajności: moc szafy przekraczająca 15 kW to pułap wydajności chłodzenia powietrzem, a przewodność cieplna cieczy jest 15-25 razy większa niż w przypadku powietrza. Istnieje pilna potrzeba modernizacji chłodzenia cieczą. Chłodzenie coraz bardziej zbliża się do głównego źródła ciepła: oczekuje się, że będzie ewoluować od poziomu pomieszczenia, poziomu szafy i poziomu serwera do poziomu chipa. Ścisłe regulacje polityczne przyspieszają infiltrację chłodzenia cieczą: Zużycie energii przez systemy kontroli temperatury jest jednym z kluczowych czynników zmniejszających PUE. W kontekście podwójnego węgla wymóg PUE dla węzła obliczeniowego East Digital West Computing wynosi poniżej 1,25/1,2.

Za poprawą mocy obliczeniowej chipy muszą charakteryzować się wyższą wydajnością obliczeniową i wykonywać więcej obliczeń w krótszym czasie, co nieuchronnie prowadzi do wzrostu zużycia energii przez chipy. Zgodnie z „białą księgą ODCC w sprawie niezawodności serwerów chłodzonych cieczą z zimną płytą” w 2022 r. pobór mocy pojedynczego procesora przez procesor serwerowy Intel czwartej generacji przekroczył 350 watów, a pobór mocy przez pojedynczy układ graficzny NVIDIA przekroczył 700 watów, a gęstość mocy obliczeniowej klastra AI ogólnie osiągnęła 50 kW/szafę. Temperatura pracy chipa znacząco wpływa na jego wydajność, a wzrost gęstości mocy znacząco zwiększa gęstość strumienia ciepła chipa, co skutkuje wzrostem temperatury chipa. W tradycyjnych chipach 98 procent objętości jest wykorzystywane do chłodzenia, a tylko 2 procent do obliczeń i obsługi. Jednak nadal trudno jest rozwiązać bieżący problem rozpraszania ciepła. Wraz z ciągłą i szybką poprawą wydajności chipów, problem rozpraszania ciepła będzie coraz bardziej widoczny.

W doborze mediów chłodzących obserwuje się także dalszy trend w kierunku wyboru mediów chłodzących o lepszej efektywności chłodzenia. Według danych CDCC przewodność cieplna cieczy jest 15-25 razy większa od przewodności cieplnej powietrza. Oczekuje się, że wraz ze wzrostem gęstości cieplnej chłodzenie cieczą zastąpi chłodzenie powietrzem, aby uzyskać bardziej wydajne odprowadzanie ciepła. Zgodnie z białą księgą firmy Intel „Innovative Practice for Green Data Centers – Cold Plate Liquid Cooling System Design Reference”, centra danych korzystające z chłodzenia powietrzem zazwyczaj radzą sobie z chłodzeniem szaf w zakresie 12 kW, przy mocy szafy przekraczającej 15 kW. W porównaniu z istniejącymi centrami danych chłodzonymi powietrzem osiągnięto pułap zdolności rozpraszania ciepła przez przepływ powietrza, a technologia chłodzenia cieczą, jako technologia o większej zdolności rozpraszania ciepła, może obsługiwać większą gęstość mocy.

Obecne rozwiązania w zakresie rozpraszania ciepła na poziomie chipa obejmują głównie technologię chłodzenia cieczą, technologię rozpraszania ciepła ze zmianą fazy, technologię chłodzenia wyparnego itp. Technologia chłodzenia cieczą jest jednym z ważnych rozwiązań w zakresie rozpraszania ciepła na poziomie chipa i oczekuje się, że w przyszłości stanie się głównym nurtem . W technologii chłodzenia cieczą obejmuje zimne płyty, zanurzenie, natryskiwanie itp. Obecnie rozwój zimnej płyty i typu zanurzeniowego jest stosunkowo dojrzały w porównaniu z typem natryskowym.

Przyszły rozwój serwerów AI, napędzany przez AIGC, napawa optymizmem. Według danych IDC wielkość globalnego rynku serwerów AI w 2021 roku wyniosła 15,6 miliarda dolarów i oczekuje się, że światowy rynek inteligentnych serwerów AI osiągnie do 2025 roku 31,8 miliarda dolarów, przy CAGR wynoszącym 19,5 procent; W 2021 r. skala chińskiego rynku serwerów AI osiągnęła 35 miliardów RMB i oczekuje się, że do 2025 r. skala chińskiego rynku serwerów AI osiągnie 70,2 miliarda RMB, przy CAGR na poziomie 19,0%. Oczekuje się, że AIGC jeszcze bardziej przyspieszy rozwój serwerów AI.