Thermosyphon-Kühlung der Server-GPU
Mit der Entwicklung von Deep Learning-, Simulations-, BIM-Design- und AEC-Industrieanwendungen in verschiedenen Branchen ist unter dem Segen der virtuellen GPU-Technologie der KI-Technologie eine leistungsstarke GPU-Rechenleistungsanalyse erforderlich. Sowohl GPU-Server als auch GPU-Workstations sind in der Regel miniaturisiert, modularisiert und hochintegriert. Die Wärmestromdichte erreicht oft das 7-10-fache der herkömmlichen luftgekühlten GPU-Serverausrüstung. Aufgrund der zentralisierten Installation von Modulen gibt es eine große Anzahl von NVIDIA-GPU-Grafikkarten mit einer großen Wärmemenge, sodass das Problem der Wärmeableitung sehr ausgeprägt ist. Die in der Vergangenheit übliche Entwärmungstechnologie kann den Anforderungen neuer Systeme nicht mehr gerecht werden. Herkömmliche wassergekühlte GPU-Server oder flüssigkeitsgekühlte GPU-Server können nicht von der Unterstützung durch Lüfter getrennt werden. Heute werden wir die Thermosiphon-Wärmeableitungstechnologie analysieren.
Derzeit verwendet die Thermosiphon-Kühltechnologie auf dem Markt hauptsächlich einen Säulen- oder Plattenkühlkörper als Körper, ein Wärmemediumrohr wird in den Boden des Kühlkörpers eingeführt, ein Arbeitsfluid wird in die Hülle eingespritzt und eine Vakuumumgebung wird hergestellt. Dies ist ein Gravitationswärmerohr mit normaler Temperatur. Der Arbeitsprozess ist wie folgt: Am unteren Rand derKühlkörper, erwärmt das Heizsystem das Arbeitsfluid in der Schale durch das Wärmemediumrohr. Innerhalb des Arbeitstemperaturbereichs siedet das Arbeitsmedium und der Dampf steigt in den oberen Teil derKühlkörperzu kondensieren und Wärme freizusetzen, und das Kondensat fließt entlang der Innenwand desKühlkörper. Der Rückfluss zum Heizabschnitt wird erhitzt und erneut verdampft, und die Wärme wird von der Wärmequelle zur Wärmesenke durch den kontinuierlichen Zyklusphasenwechsel des Arbeitsfluids übertragen, um den Zweck des Erhitzens und Erhitzens zu erreichen.
Die Anwendung der Thermosiphonkühlung auf GPU-Workstations
Wie bewegt sich jede CPU-Kühler-Generation Schritt für Schritt an die Grenze der zeitgemäßen theoretischen Leistungsfähigkeit. Vom primitivsten Aluminiumkühlkörper bis zur Gegenwart ist es eine gute Wahl. Sie denken vielleicht, dass, da einige kleine Flossen so einfach zu verwenden sind, mehr und größere Flossen besser zu verwenden sind? Das Ergebnis ist jedoch nicht der Fall. Je weiter die Rippen von der Wärmequelle entfernt sind, desto niedriger ist die Temperatur der Rippen. Wenn die Temperatur auf die Temperatur der Umgebungsluft fällt, wird die Wärmeübertragung nicht weiter zunehmen, egal wie lange die Rippen hergestellt werden.
Wenn die Leistungsaufnahme moderner GPU-Computing-Anwendungen in den Bereich von 75 bis 350 Watt oder sogar noch höher eintritt, wenden sich Thermal-Design-Ingenieure der Entwicklung neuer Wärmeableitungsmethoden zu. Das Wärmerohr selbst verbessert nicht die Wärmeableitungskapazität des Radiators. Seine Funktion besteht darin, Wärmeleitung und Wärmekonvektion gleichzeitig zu nutzen, um eine Wärmeübertragungseffizienz zu erreichen, die viel höher ist als die des Metalls selbst.
Bereits 1937 tauchte die Thermosiphon-Technologie auf. Während des normalen Betriebs würde die Flüssigkeit innerhalb des Wärmerohrs sieden und der Dampf würde das Kondensationsende durch die Dampfkammer erreichen, und dann würde der Dampf zur Flüssigkeit zurückkehren und dann durch den Rohrkern zur Wärmequelle zurückkehren. Der Rohrkern befindet sich üblicherweise im Sintermetall. Nimmt das Wärmerohr jedoch zu viel Wärme auf, tritt das Phänomen des „Austrocknens des Wärmerohres“ auf. Die Flüssigkeit wird nicht nur in der Dampfkammer zu Dampf, sondern wird auch im Rohrkern zu Dampf, was verhindert, dass sie sich wieder in Flüssigkeit verwandelt, um zur Wärmequelle zurückzukehren, was den Wärmewiderstand des Wärmerohrs stark erhöht.
Jetzt kommt unser Highlight – Thermosyphon. Thermosiphon-Wärmeableitung ist nicht wie ein Wärmerohr, das die Flüssigkeit mit einem Rohrkern zurück zum Verdampfungsende bringt, sondern nur die Schwerkraft, gekoppelt mit einigen ausgeklügelten Konstruktionen, um einen Kreislauf zu bilden, und nutzt den Flüssigkeitsverdampfungsprozess als Wasserpumpe . Dies ist keine neue Technologie, sie ist in industriellen Anwendungen mit großer Wärmefreisetzung weit verbreitet.
Der wichtigste Punkt der Thermosiphon-Wärmeableitung ist, dass seine Dicke von den herkömmlichen 103 mm auf nur 30 mm (auf weniger als ein Drittel) reduziert wird und die Form relativ klein ist und die Leistung nicht beeinträchtigt. Um die Verarbeitung von Thermosiphon-Wärmeableitungsgeräten zu erleichtern, verwenden die meisten Hersteller derzeit Aluminiummaterialien. Kupfer wird ebenfalls verwendet und die Temperatur kann nur für GPU-Server, die mehr Wärme erzeugen, um 5-10 Grad gesenkt werden.
