Im KI-Zeitalter ist Flüssigkeitskühlung die einzige Möglichkeit, Wärme abzuleiten
Prognosen zufolge wird der Bedarf an Rechenleistung in Zukunft schnell wachsen, und die globale intelligente Rechenleistung wird voraussichtlich bis 2030 105ZFLOPS erreichen, was einer Steigerung um das 500-fache im Vergleich zu 2020 entspricht. Laut IDC-Daten ist die Das Ausmaß der intelligenten Rechenleistung Chinas erreichte im Jahr 2022 268,0 EFLOPS (1018 Gleitkommaoperationen pro Sekunde), und es wird erwartet, dass das Ausmaß der intelligenten Rechenleistung bis 2026 das ZFLOPS-Niveau erreichen und 1271,4 EFLOPS erreichen wird.
Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Rechenleistung ist es notwendig, die Chipleistung zu ihrer Unterstützung erheblich zu verbessern, was eine weitere große Herausforderung mit sich bringt, nämlich den thermischen Design-Stromverbrauch (TDP) von Chips. Derzeit beträgt der Stromverbrauch der CPU 350-500W, während die Leistung von High-End-GPUs und Switch-ASIC-Chips über 700 W erreicht. Wenn die Chipleistung in Zukunft weiter auf über 700 W erhöht wird, wird das Wärmeableitungsdesign des Chips zu einem ernsthaften Problem.
Die derzeit am weitesten verbreitete Methode zur Chipkühlung ist die Luftkühlung. Das bedeutet, dass ein Kühlkörper mit guter Wärmeleitfähigkeit an einem Chip mit hoher Wärmeentwicklung angebracht wird und ein kleiner Lüfter über dem Kühlkörper befestigt wird. Der durch die Hochgeschwindigkeitsrotation des Lüfters erzeugte Luftstrom leitet die Wärme vom Kühlkörper ab. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Chipleistung ist der Effekt der Verwendung herkömmlicher Kühlkörper zur Wärmeableitung nach mehr als 300 W nicht mehr offensichtlich. Die Flüssigkeitskühlungstechnologie gilt im KI-Zeitalter als ideale Kühllösung.
Die Flüssigkeitskühlungstechnologie kann aufgrund ihrer unterschiedlichen Kühlmethoden in drei Typen unterteilt werden: Kaltplatten-Flüssigkeitskühlung, Immersions-Flüssigkeitskühlung und Sprühflüssigkeitskühlung. Bei der Kaltplatten-Flüssigkeitskühlung handelt es sich um eine Flüssigkeitskühlung mit indirektem Kontakt, bei der die Kühlplatte an der Wärmequelle befestigt wird und die Flüssigkeit innerhalb der Kühlplatte fließt, um Wärme vom Gerät wegzuleiten und so eine Wärmeableitung zu erreichen. Bei der Sprühflüssigkeitskühlung handelt es sich um eine Technologie, die Wärme ableitet, indem Kühlmittel auf die Oberfläche von IT-Geräten gesprüht wird, wobei die Wärmeableitungseffizienz relativ gering ist.
Die Immersionsflüssigkeitskühlung gilt als die am weitesten verbreitete und leistungsfähigste Flüssigkeitskühlungstechnologie für den groß angelegten Einsatz in flüssigkeitsgekühlten Rechenzentren. Es bietet folgende Vorteile: Erstens verfügt es über eine hohe thermische Effizienz, da die Immersionsflüssigkeitskühlung IT-Geräte direkt in das Kühlmittel eintaucht, was einen umfassenden Kontakt mit Wärmequellen ermöglicht und die Kühleffizienz erheblich verbessert. Zweitens ist die Geräuschreduzierungswirkung gut, da IT-Geräte vollständig in das Kühlmittel eingetaucht sind, wodurch der von IT-Geräten ausgehende Lärm reduziert werden kann; Der dritte Punkt ist Energieeinsparung und Umweltschutz. Die Immersionsflüssigkeitskühlung erfordert nicht den Einsatz einer großen Anzahl von Lüftern, wodurch der Stromverbrauch und die Kohlendioxidemissionen reduziert werden können. Nach einschlägigen Datenschätzungen kann die Flüssigkeitskühlung im Vergleich zur Luftkühlung 20 % -30 % des für den gesamten Serverbetrieb erforderlichen Stroms einsparen.
Die Immersionsflüssigkeitskühlungstechnologie wird im KI-Zeitalter in Zukunft unweigerlich zur Mainstream-Kühltechnologie werden. Allerdings befinden sich die aktuellen Flüssigkeitskühlungstechnologien und -produkte noch in einem relativ frühen Anwendungsstadium, aber mit der Entwicklung von KI, Rechenzentren und anderen Anwendungen wird die Anwendung und Popularisierung der Flüssigkeitskühlungstechnologie beschleunigt. Mit der Weiterentwicklung der Immersions-Flüssigkeitskühlungstechnologie könnte sie in Zukunft zur „einzigen“ Wahl für die Kühlung von Rechenzentren werden.
