هل سيكون التبريد السائل هو الخيار الوحيد في عصر الذكاء الاصطناعي؟
مع شعبية ChatGPT، اندلعت موجة من AIGC، وأعلن العديد من المصنعين المحليين والأجانب عن إطلاق نموذج Big Prophecy. لقد أدت شعبية صناعة AIGC إلى زيادة الطلب على الطاقة الحاسوبية بشكل كبير. ووفقا للتوقعات، فإن الطلب على الطاقة الحاسوبية سينمو بسرعة في المستقبل، ومن المتوقع أن تصل قوة الحوسبة الذكية العالمية إلى 105ZFLOPS (1021 عملية حسابية للفاصلة العائمة في الثانية) بحلول عام 2030، بزيادة قدرها 500 مرة مقارنة بعام 2020.
مع التحسين المستمر لقدرة الحوسبة، من الضروري تحسين أداء الرقاقة بشكل كبير لدعمها، الأمر الذي يجلب تحديًا كبيرًا آخر، وهو قوة التصميم الحراري (TDP) للرقائق. في الوقت الحالي، وصل استهلاك الطاقة لوحدة المعالجة المركزية إلى 350-500واط، وقد وصلت قوة وحدات معالجة الرسومات المتطورة وشرائح ASIC إلى أكثر من 700 واط. عندما تتم زيادة طاقة الشريحة إلى أكثر من 700 واط في المستقبل، سيصبح تصميم تبريد الشريحة مشكلة خطيرة.
في الوقت الحاضر، الطريقة الأكثر استخدامًا للحل الحراري للرقاقة هي تبريد الهواء، مما يعني أن المشتت الحراري ذو الموصلية الحرارية الجيدة متصل بشريحة ذات توليد حرارة أعلى، ويتم تثبيت مروحة صغيرة فوق المشتت الحراري. يتم نقل الحرارة الموجودة على المشتت الحراري بعيدًا عن طريق تدفق الهواء الناتج عن الدوران عالي السرعة للمروحة. مع الزيادة المستمرة في قوة الرقاقة، لم يعد تأثير استخدام المشتتات الحرارية التقليدية لتبديد الحرارة كبيرًا بعد تجاوز 300 واط. تعتبر تقنية التبريد السائل حلاً مثاليًا للتبريد في عصر الذكاء الاصطناعي.
يمكن تقسيم تقنية التبريد السائل إلى ثلاثة أنواع بناءً على طرق تبديد الحرارة المختلفة: تبريد سائل اللوحة الباردة، تبريد سائل الغمر، وتبريد سائل الرش. التبريد السائل بلوحة باردة هو نوع اتصال غير مباشر للتبريد السائل الذي يثبت اللوحة الباردة على جسم تبديد الحرارة، ويتدفق السائل داخل اللوحة الباردة لنقل الحرارة بعيدًا عن المعدات، مما يحقق تبديد الحرارة. التبريد السائل بالرش عبارة عن تقنية تبريد سائلة تقوم برش سائل التبريد على سطح معدات تكنولوجيا المعلومات لتبديد الحرارة، ولكن كفاءة تبديد الحرارة منخفضة نسبيًا. التبريد السائل الغمر هو نوع اتصال مباشر من التبريد السائل الذي يغمر تمامًا معدات تكنولوجيا المعلومات مثل الخوادم التي تتطلب تبديد الحرارة في المبرد، ويبردها من خلال تدوير السائل أو تغيير الطور.
يعتبر التبريد السائل الغمر أكثر تقنيات التبريد السائل شيوعًا وقدرة على النشر على نطاق واسع في مراكز بيانات التبريد السائل. لديها المزايا التالية: أولا، كفاءة عالية في تبديد الحرارة، لأن التبريد السائل المغمور يغمر معدات تكنولوجيا المعلومات مباشرة في المبرد، والتي يمكن أن تتصل بشكل كامل بمصدر الحرارة وتحسن بشكل كبير كفاءة تبديد الحرارة؛ ثانيًا، تأثير تقليل الضوضاء جيد، حيث أن معدات تكنولوجيا المعلومات مغمورة بالكامل في سائل التبريد، مما يمكن أن يقلل الضوضاء المنبعثة من معدات تكنولوجيا المعلومات؛ والثالث هو الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة. لا يتطلب التبريد السائل بالغمر استخدام عدد كبير من المراوح، مما يمكن أن يقلل من استهلاك الكهرباء وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وفقًا لتقديرات البيانات ذات الصلة، يمكن أن يوفر التبريد السائل 20% -30% من الكهرباء المطلوبة لتشغيل الخادم بالكامل مقارنة بتبريد الهواء.
ستصبح تكنولوجيا التبريد السائل الغاطسة حتمًا تكنولوجيا التبريد السائدة في عصر الذكاء الاصطناعي في المستقبل. ومع ذلك، لا تزال تكنولوجيا ومنتجات التبريد السائل الحالية في مرحلة التطبيق الأولية، ولكن مع تطور تطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات، سيتم تسريع تطبيق وتعميم تكنولوجيا التبريد السائل. وفقًا للمؤسسات البحثية، من المتوقع أن يتجاوز حجم سوق IDC المبرد بالسوائل في الصين 120 مليار يوان بحلول عام 2025، بمعدل نمو يزيد عن 30%، ومن المتوقع أن تتجاوز نسبة تكنولوجيا التبريد السائل المغمور 40%. ومع التطوير الإضافي لتقنية التبريد السائل الغاطس، قد تصبح الخيار الوحيد لتبريد مراكز البيانات في المستقبل.
