NVIDIA Hochleistungs-Chip-Hybrid-Flüssigkeitskühlungslösung

Das NVIDIA-Team entwickelt eine neuartige Lösung – gemischte Flüssigkeitskühlung, um den Kühlbedarf künftiger Rechenzentren zu decken. Dieses fortschrittliche Flüssigkeitskühlsystem wurde vom COOLRCHIPS-Programm des US-Energieministeriums mit 5 Millionen US-Dollar gefördert. Dies ist auch die höchste Förderung unter den 15 COOLRCHIPS-Programmprojekten, die das US-Energieministerium im Mai vergeben hat.

Dieses hybride Flüssigkeitskühlungskonzept kombiniert die direkte Flüssigkeitskühlung (DLC) von Chips mit der Tauchkühlung anderer Komponenten. Gegenüber der derzeitigen Unfähigkeit, Flüssigkeitskühlung mit einer Leistungsdichte von mehr als 40 W/cm2 zu handhaben, bietet die Hybridkühlung die folgenden Vorteile:
1. Die Leistung des Server-Racks kann bis zu 200 kW erreichen, was dem 25-fachen des aktuellen Niveaus entspricht;
2. Im Vergleich zur Luftkühlung werden die Kosten um mindestens 5 % gesenkt;
3. Im Vergleich zur Luftkühlung wird die Kühleffizienz um 20 % erhöht;
4. Leiserer Lauf und geringere CO2-Emissionen.

NVIDIA gab bekannt, dass sie ein neues modulares Rechenzentrum mit innovativen Kühlsystemen entwickeln werden, die direkt in den Chip integriert sind, mit gepumpten zweiphasigen und einphasigen Tauchkühlsystemen in einem Rack-Verteiler mit integrierten Pumpen und Flüssigkeitsdampfabscheidern. Dieses Design verwendet eine zweiphasige Kühlplatte zur Kühlung des Chips, während andere Serverkomponenten mit geringerer Leistungsdichte in eine versiegelte Tauchbox eingetaucht werden. Der Server verwendet grünes Kältemittel für die Zweiphasenkühlung bzw. Tauchkühlung.

Auf Serverebene kombiniert dieses Design Verdunstungskühlungsmodule direkt im Chip, einschließlich Elektroabscheidung von Metall auf Hochleistungschips, um thermische Schnittstellenmaterialien zu eliminieren und den Wärmewiderstand zwischen Chip und Kühlmittel zu verringern, sowie Luftkühlung, einschließlich Wärmetauscher an der Hintertür Weitere im System verwendete Komponenten ermöglichen eine leistungsstarke und skalierbare Lösung für die Zukunft sowie eine einfache Methode zur Nachrüstung alter Rechenzentren.

Angesichts des kontinuierlichen Anstiegs der Rechenzentrumsleistung, der durch KI und andere große Computeranwendungen vorangetrieben wird, ist die Entwicklung innovativer und effizienter fortschrittlicher Kühltechnologien zur Reduzierung der Kühlleistung, die derzeit etwa 40 % des Energieverbrauchs von Rechenzentren ausmacht, ein zentraler Schwerpunkt für Daten Center-Marktteilnehmer.