Cuivre ou aluminium, ce qui est préférable pour une solution de refroidissement liquide
Avec le développement rapide de la technologie de l’intelligence artificielle, notamment dans des domaines tels que l’apprentissage profond et les modèles linguistiques à grande échelle, la demande en puissance de calcul a considérablement augmenté. Les modèles d'IA actuels, tels que GPT-4o, comportent des dizaines, voire des milliards de paramètres et nécessitent d'énormes ressources informatiques pour la formation. La formation de ces modèles nécessite un grand nombre de clusters GPU ou TPU, qui génèrent une quantité importante de chaleur lorsqu'ils fonctionnent à pleine charge. De plus, afin de fournir une réponse en temps réel aux applications, de nombreux systèmes d’IA nécessitent un fonctionnement continu. Ces systèmes sont généralement déployés dans les centres de données ou dans les appareils informatiques de pointe, qui sont également confrontés à des problèmes de consommation d'énergie et de refroidissement élevés.
Avec les progrès de la technologie des puces et la croissance rapide de la puissance de calcul des serveurs, la construction de grands centres de données à haute densité et à forte consommation d'énergie est devenue un choix nécessaire pour équilibrer la puissance de calcul et les réglementations environnementales. Le système de réfrigération est l’une des infrastructures importantes des centres de données. Dans le fonctionnement d'un centre de données à haute densité, le refroidissement par air traditionnel est confronté à des problèmes de dissipation thermique insuffisante et de consommation d'énergie importante. La technologie de refroidissement liquide est devenue la solution optimale pour réduire le PUE dans les centres de données, avec plus d'avantages économiques à partir de 15 kW/armoire.
La technologie des plaques de refroidissement liquide est une solution thermique qui transfère indirectement la chaleur des composants à un liquide de refroidissement enfermé dans un pipeline circulant à travers une plaque froide (une cavité fermée composée de métaux à haute conductivité thermique tels que le cuivre et l'aluminium), puis utilise le refroidissement. liquide pour évacuer la chaleur.
La plaque froide liquide est la première méthode de refroidissement liquide adoptée, avec une maturité élevée et un prix relativement bas. Selon les données de recherche, le refroidissement liquide par plaques froides représente 90 % de la part de marché en Chine. Le refroidissement liquide de la plaque froide est obtenu en fixant étroitement la plaque froide à l'élément chauffant, transférant ainsi la chaleur de l'élément chauffant au liquide de refroidissement dans la plaque froide. C'est simple, brut, mais efficace. Le taux de pénétration de la technologie de refroidissement liquide dans les centres de données devrait être d’environ 5 à 8 % en 2022, le refroidissement par air détenant toujours plus de 90 % de part de marché.
La conductivité thermique du cuivre est d’environ 400 W/mK et celle de l’aluminium est d’environ 235 W/mK. La conductivité thermique du cuivre est bien supérieure à celle de l'aluminium. Par conséquent, les plaques froides en cuivre peuvent théoriquement transférer plus rapidement la chaleur générée par les serveurs vers le liquide de refroidissement, permettant ainsi une dissipation thermique plus efficace. Bien que la conductivité thermique de l'aluminium ne soit pas aussi bonne que celle du cuivre, sa conductivité thermique est relativement élevée, ce qui est suffisant pour répondre aux besoins de dissipation thermique de la plupart des serveurs refroidis par liquide.
La densité du cuivre est relativement élevée, environ 8,96 g/cm³, ce qui rend la plaque froide en cuivre relativement lourde. Cela peut poser certains défis en termes de conception structurelle et d'installation du serveur. L'aluminium a une densité inférieure d'environ 2,70 g/cm³, ce qui est beaucoup plus léger que le cuivre, les plaques froides en aluminium présentent donc un avantage significatif en termes de poids. La faible densité de l’aluminium rend les plaques froides en aluminium plus légères. Ceci est non seulement bénéfique pour réduire le poids total du serveur, mais peut également améliorer dans une certaine mesure la résistance structurelle du serveur. De plus, le matériau en aluminium est plus léger, ce qui permet de réduire le poids total des serveurs et de réduire les coûts de transport et d'installation.
Les plaques froides en cuivre et en aluminium présentent leurs propres avantages et inconvénients dans l'utilisation de serveurs refroidis par liquide. Dans les situations où les exigences thermiques sont élevées et où le coût n’est pas le principal facteur à prendre en compte, les plaques froides en cuivre peuvent être plus adaptées ; Dans un souci de rentabilité et de légèreté, les plaques froides en aluminium peuvent présenter davantage d'avantages. La sélection spécifique doit être examinée de manière globale en fonction des exigences et des limites du scénario d'application spécifique. Si nous pouvons avoir une compréhension détaillée des situations spécifiques telles que la charge thermique, le budget, les restrictions de poids, etc. dans le scénario d'application, cela peut nous aider à faire des choix plus précis.
