Einführung der Thermosiphon-Kühltechnologie
Mit der Entwicklung von Deep Learning, Simulation, BIM-Design und AEC-Anwendungen in allen Lebensbereichen, mit Unterstützung von KI-Technologie und virtueller GPU-Technologie, ist eine leistungsstarke Analyse der GPU-Rechenleistung erforderlich. Sowohl GPU-Server als auch GPU-Workstations sind tendenziell miniaturisiert, modular und hochintegriert. Die Wärmeflussdichte erreicht oft das 7-10-fache der herkömmlichen luftgekühlten GPU-Serverausrüstung.
Aufgrund des zentralisierten Modulinstallationsschemas gibt es eine große Anzahl von NVIDIA-GPU-Grafikkarten mit großer Wärmeentwicklung, sodass das Problem der Wärmeableitung sehr wichtig ist. In der Vergangenheit war das üblicherweise verwendete thermische Design nicht in der Lage, die Nutzungsanforderungen des neuen Systems zu erfüllen. Der traditionelle GPU-Server mit Flüssigkeitskühlung oder der flüssigkeitsgekühlte GPU-Server ist untrennbar mit dem Segen des Lüfters verbunden. Die Thermosiphon-Kühltechnologie wird nach und nach weit verbreitet bei der Wärmeableitung von Servern eingesetzt.
Derzeit verwendet die Thermosiphon-Kühltechnologie auf dem Markt hauptsächlich den Säulen- oder Plattenkühler als Körper, durchdringt das Wärmemediumrohr am Boden des Kühlers, injiziert das Kühlmedium in das Gehäuse und stellt eine Vakuumumgebung her. Dies ist ein Schwerkraft-Wärmerohr mit normaler Temperatur.
Der Arbeitsprozess ist wie folgt: Am Boden des Kühlers erwärmt das Heizsystem das Arbeitsmedium im Gehäuse durch das Wärmemediumrohr. Im Arbeitstemperaturbereich siedet das Arbeitsmedium, der Dampf steigt zur Kondensation und Wärmeabgabe in den oberen Teil des Kühlers auf, das Kondensat fließt entlang der Innenwand des Kühlers zurück zum Heizabschnitt und wird erneut erhitzt und verdampft. Die Wärme wird durch den kontinuierlichen Phasenwechsel des Arbeitsmediums von der Wärmequelle zur Wärmesenke übertragen, um den Heizzweck zu erreichen.
Vom ursprünglichen Aluminium-Strangpress-Kühlkörper bis hin zum neuen Luftkühlungs-Kühlkörper ist es immer noch eine gute Wahl, mehr Lamellen für eine bessere Kühlleistung zu verwenden. Sie denken vielleicht, dass es besser ist, mehr und größere Flossen zu verwenden, da einige kleine Flossen so einfach zu verwenden sind? Je weiter die Lamelle jedoch von der Wärmequelle entfernt ist, desto niedriger ist die Lamellentemperatur, was zu einer begrenzten Kühlwirkung führt. Wenn die Temperatur auf die Temperatur der Umgebungsluft sinkt, nimmt die Wärmeübertragung unabhängig von der Länge der Lamellen nicht weiter zu.
Im Gegensatz zum Wärmerohr nutzt die Thermosiphon-Wärmeableitung den Rohrkern, um die Flüssigkeit zurück zum Verdampfungsende zu bringen, nutzt jedoch nur die Schwerkraft und einige ausgeklügelte Konstruktionen, um einen Kreislauf zu bilden, der den Flüssigkeitsverdampfungsprozess als Wasserpumpe nutzt. Dies ist keine neue Technologie und kommt häufig in industriellen Anwendungen mit hoher Wärmeentwicklung vor.
Im Allgemeinen kocht das Kältemittel in der GPU, strömt nach oben zum Kondensationsende, verwandelt sich wieder in Flüssigkeit und kehrt zum Verdampfungsende zurück. Theoretisch gibt es zwei Vorteile:
1. Verhindert das Austrocknen der Heatpipes und kann zum Übertakten und für Ultrahochleistungs-Chips verwendet werden.
2. Da keine Wasserpumpe erforderlich ist, ist die Zuverlässigkeit besser als bei der herkömmlichen integrierten Flüssigkeitskühlung.
Der wichtigste Punkt der Thermosiphonkühlung ist nun, dass ihre Dicke von traditionell 103 mm auf nur noch 30 mm (weniger als ein Drittel) reduziert wird. Es ist relativ klein und beeinträchtigt die Leistung nicht. Um die Verarbeitung zu erleichtern, verwenden die meisten Hersteller derzeit Aluminiummaterialien. Kupfer wird ebenfalls verwendet und die Temperatur kann um 5-10 Grad weiter gesenkt werden. Dies gilt nur für GPU-Server mit hoher Heizkapazität. Mit der entwickelten Technologie werden in Zukunft immer mehr Thermosiphon-Wärmelösungen in anderen Anwendungen eingesetzt.
