مشكلة تبديد الحرارة لتكنولوجيا تبديد الحرارة لخادم GPU

مع تطور التعلم العميق والمحاكاة وتصميم BIM وتطبيقات صناعة AEC في مختلف الصناعات ، وبمباركة تقنية GPU الافتراضية لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي ، يلزم تحليل قوة حوسبة GPU القوية. تميل كل من خوادم GPU ومحطات عمل GPU إلى أن تكون مصغرة ، ووحدات معيارية ، ومتكاملة للغاية. غالبًا ما تصل كثافة تدفق الحرارة إلى 7-10 أضعاف تلك الموجودة في معدات خادم GPU التقليدية المبردة بالهواء. نظرًا للتثبيت المركزي للوحدات النمطية ، يوجد عدد كبير من بطاقات الرسومات NVIDIA GPU بكمية كبيرة من الحرارة ، لذا فإن مشكلة تبديد الحرارة بارزة جدًا. في الماضي ، لم تعد تقنية تصميم تبديد الحرارة شائعة الاستخدام قادرة على تلبية متطلبات الأنظمة الجديدة. لا يمكن فصل خوادم GPU التقليدية المبردة بالماء أو خوادم GPU المبردة بالسائل عن دعم المراوح. سنقوم اليوم بتحليل تقنية تبديد الحرارة بالحرارة.

في الوقت الحاضر ، تستخدم تقنية تبديد الحرارة بالحرارة الموجودة في السوق بشكل أساسي عمودًا أو مشعاعًا للوحة كالجسم ، ويتم إدخال أنبوب متوسط ​​الحرارة في الجزء السفلي من المبرد ، ويتم حقن سائل عامل في الغلاف ، ويتم إنشاء بيئة فراغ . هذا هو أنبوب حرارة الجاذبية درجة الحرارة العادية. عملية العمل كالتالي: في الجزء السفلي من المبرد ، يقوم نظام التسخين بتسخين سائل العمل في الغلاف من خلال أنبوب الحرارة المتوسطة. في نطاق درجة حرارة العمل ، يغلي السائل العامل ، والبخار يرتفع إلى الجزء العلوي من المبرد لتكثيف وإطلاق الحرارة ، ويتدفق المكثف على طول الجدار الداخلي للرادياتير. يتم تسخين الراجع إلى قسم التسخين وتبخيره مرة أخرى ، ويتم نقل الحرارة من مصدر الحرارة إلى المشتت الحراري من خلال تغيير طور الدورة المستمر لسائل العمل لتحقيق الغرض من التسخين والتسخين.

1 تطبيق تبديد الحرارة بالحرارة على محطات عمل وحدة معالجة الرسومات

كيف ينتقل كل جيل من مبردات وحدة المعالجة المركزية خطوة بخطوة إلى حد الأداء النظري المعاصر. من أكثر مشتتات الألمنيوم بدائية إلى الوقت الحاضر ، إنه اختيار جيد. قد تعتقد أنه نظرًا لسهولة استخدام بعض الزعانف الصغيرة ، فهل من الأفضل استخدام الزعانف الأكبر والأكبر؟ ومع ذلك ، فإن النتيجة ليست هي الحال. كلما كانت الزعانف بعيدة عن مصدر الحرارة ، انخفضت درجة حرارة الزعانف. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى درجة حرارة الهواء المحيط ، بغض النظر عن طول الزعانف ، لن يستمر انتقال الحرارة في الزيادة.

عندما يدخل استهلاك طاقة حوسبة GPU الحديثة في النطاق من 75 إلى 350 واط أو حتى أعلى ، يلجأ مهندسو التصميم الحراري إلى تطوير طرق جديدة لتبديد الحرارة. لا يعمل أنبوب الحرارة نفسه على تحسين قدرة تبديد الحرارة للمبرد. وتتمثل وظيفتها في استخدام التوصيل الحراري والحمل الحراري في نفس الوقت لتحقيق كفاءة نقل حرارة أعلى بكثير من تلك الخاصة بالمعدن نفسه.

في وقت مبكر من عام 1937 ، ظهرت تقنية الحرارة الحرارية. أثناء التشغيل العادي ، سيغلي السائل الموجود داخل الأنبوب الحراري ، وسيصل البخار إلى نهاية التكثيف عبر غرفة البخار ، ثم يعود البخار إلى السائل ثم يعود إلى مصدر الحرارة عبر قلب الأنبوب. عادة ما يكون قلب الأنبوب في المعدن الملبد. ومع ذلك ، إذا كان أنبوب الحرارة يمتص الكثير من الحرارة ، فإن ظاهرة&مثل ؛ تجفيف أنبوب الحرارة&مثل ؛ سوف يحدث. لا يتحول السائل إلى بخار في غرفة البخار فحسب ، بل يتحول أيضًا إلى بخار في قلب الأنبوب ، مما يمنعه من التغيير مرة أخرى إلى السائل للعودة إلى مصدر الحرارة ، مما يزيد بشكل كبير من المقاومة الحرارية لأنبوب الحرارة.

الآن تسليط الضوء لدينا هو قادم thermosyphon. لا يشبه تبديد الحرارة في Thermosyphon أنبوب الحرارة ، والذي يستخدم قلب الأنبوب لإعادة السائل إلى نهاية التبخر ، ولكنه يستخدم الجاذبية فقط ، إلى جانب بعض التصميمات المبتكرة لتشكيل الدورة الدموية ، ويستخدم عملية التبخر السائل كمضخة مياه . هذه ليست تقنية جديدة ، فهي شائعة جدًا في التطبيقات الصناعية مع إطلاق حرارة كبير.

بشكل عام ، سوف يغلي المبرد داخل وحدة معالجة الرسومات ، ويتدفق لأعلى في جانب التكثيف بالداخل ، ويعود إلى السائل ويعود إلى جانب التبخير. هناك ميزتان رئيسيتان من الناحية النظرية:

1. تجنب أنابيب الحرارة من الجفاف ، ويمكن استخدامها لرفع تردد التشغيل للرقائق فائقة الأداء

2. نظرًا لعدم وجود حاجة لمضخة مياه ، فإن الموثوقية أفضل من التبريد المائي التقليدي المدمج

أهم نقطة في تبديد الحرارة بالحرارة هي أن سمكها سينخفض ​​من 103 مم التقليدي إلى 30 مم فقط (تقل إلى أقل من الثلث) ، والشكل صغير نسبيًا ولن يضر بالأداء. من أجل تسهيل معالجة معدات تبديد الحرارة بالحرارة ، تستخدم معظم الشركات المصنعة حاليًا مواد الألمنيوم. يستخدم النحاس أيضًا ، وقد تنخفض درجة الحرارة بمقدار 5-10 درجات فقط لخوادم وحدة معالجة الرسومات التي تولد مزيدًا من الحرارة.