في عصر الذكاء الاصطناعي، هل التبريد السائل هو الطريقة الوحيدة لتبديد الحرارة؟
وفقًا للتوقعات، سينمو الطلب على الطاقة الحاسوبية في المستقبل بسرعة، ومن المتوقع أن تصل قوة الحوسبة الذكية العالمية إلى 105ZFLOPS بحلول عام 2030، أي بزيادة قدرها 500 مرة مقارنة بعام 2020. ووفقًا لبيانات IDC، فإن وصل حجم قوة الحوسبة الذكية في الصين إلى 268.0EFLOPS (1018 عملية فاصلة عائمة في الثانية) في عام 2022، ومن المتوقع أن يدخل حجم قوة الحوسبة الذكية إلى مستوى ZFLOPS بحلول عام 2026، ليصل إلى 1271.4EFLOPS.
مع التحسين المستمر لقوة الحوسبة، من الضروري تحسين أداء الرقائق بشكل كبير لدعمها، الأمر الذي يجلب تحديًا كبيرًا آخر، وهو استهلاك طاقة التصميم الحراري (TDP) للرقائق. في الوقت الحالي، وصل استهلاك الطاقة لوحدة المعالجة المركزية إلى 350-500واط، في حين وصلت قوة وحدات معالجة الرسومات المتطورة وشرائح ASIC إلى أكثر من 700 واط. عندما يتم زيادة قوة الشريحة إلى أكثر من 700 واط في المستقبل، سيصبح تصميم تبديد الحرارة للرقاقة مشكلة خطيرة.
في الوقت الحاضر، الطريقة الأكثر استخدامًا لتبريد الرقائق هي تبريد الهواء، مما يعني أن المشتت الحراري ذو الموصلية الحرارية الجيدة متصل بشريحة ذات توليد حرارة عالية، ويتم تثبيت مروحة صغيرة فوق المشتت الحراري. يؤدي تدفق الهواء الناتج عن الدوران عالي السرعة للمروحة إلى إزالة الحرارة من المشتت الحراري. مع التحسين المستمر لقوة الرقاقة، بعد تجاوز 300 واط، لم يعد تأثير استخدام المشتتات الحرارية التقليدية لتبديد الحرارة واضحًا. تعتبر تقنية التبريد بالتبريد السائل حلاً مثاليًا للتبريد في عصر الذكاء الاصطناعي.
يمكن تقسيم تقنية التبريد السائل إلى ثلاثة أنواع بناءً على طرق التبريد المختلفة: التبريد السائل باللوحة الباردة، والتبريد السائل بالغمر، والتبريد السائل بالرش. التبريد السائل بلوحة باردة هو نوع اتصال غير مباشر للتبريد السائل الذي يثبت اللوحة الباردة على مصدر الحرارة، ويتدفق السائل داخل اللوحة الباردة لنقل الحرارة بعيدًا عن المعدات، مما يحقق تبديد الحرارة. التبريد السائل بالرش عبارة عن تقنية تعمل على تبديد الحرارة عن طريق رش سائل التبريد على سطح معدات تكنولوجيا المعلومات، مع كفاءة منخفضة نسبيًا في تبديد الحرارة.
يعتبر التبريد السائل الغمر أكثر تقنيات التبريد السائل شيوعًا وقدرة على النشر على نطاق واسع في مراكز البيانات المبردة بالسوائل. إنه يتمتع بالمزايا التالية: أولاً، لديه كفاءة حرارية عالية، حيث أن التبريد السائل المغمور يغمر معدات تكنولوجيا المعلومات مباشرة في المبرد، مما يسمح بالاتصال الشامل بمصادر الحرارة، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة التبريد؛ 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 الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وفقًا لتقديرات البيانات ذات الصلة، بالمقارنة مع تبريد الهواء، يمكن أن يوفر التبريد السائل 20% -30% من الكهرباء المطلوبة لتشغيل الخادم بالكامل.
ستصبح تكنولوجيا التبريد السائل الغاطسة حتمًا تكنولوجيا التبريد السائدة في عصر الذكاء الاصطناعي في المستقبل. ومع ذلك، فإن تكنولوجيا ومنتجات التبريد السائل الحالية لا تزال في مرحلة تطبيق أولية نسبيًا، ولكن مع تطور الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات والتطبيقات الأخرى، سيتم تسريع تطبيق وتعميم تكنولوجيا التبريد السائل. ومع التطوير الإضافي لتقنية التبريد السائل الغاطس، فقد تصبح الخيار "الوحيد" لتبريد مراكز البيانات في المستقبل.
