La demande croissante d’IA rendra la solution de refroidissement liquide plus populaire
À l'heure actuelle, le module thermique est principalement composé d'une technologie de dissipation thermique hybride active et passive contenant des tuyaux thermiques. Le module de refroidissement des caloducs est conçu et combiné avec des composants tels que des diffuseurs d'air, des dissipateurs de chaleur et des caloducs, qui peuvent fournir un environnement de fonctionnement de dissipation thermique à température uniforme pour les composants électroniques internes, rendant le fonctionnement de l'équipement électronique plus stable. Avec la tendance des produits électroniques terminaux multifonctionnels et légers, l'usine de modules thermiques s'est tournée vers la conception de solutions thermiques principalement basées sur une chambre à vapeur et un caloduc.
Le module dissipateur thermique est divisé en deux types : « dissipateur thermique refroidi par air » et « dissipateur thermique refroidi par liquide ». Parmi elles, la solution refroidie par air consiste à utiliser l'air comme milieu, à travers des matériaux intermédiaires tels que des matériaux d'interface thermique, une chambre à vapeur (VC) ou des caloducs, et est dissipée par convection entre le dissipateur thermique ou le ventilateur et l'air. "Le refroidissement par liquide est principalement réalisé par convection avec le liquide, refroidissant ainsi la puce. Cependant, à mesure que la génération de chaleur et le volume de la puce augmentent, la consommation d'énergie thermique de conception (TDP) de la puce augmente et l'utilisation de refroidissement par air la dissipation thermique devient progressivement insuffisante.
Avec le développement de l’Internet des objets, de l’informatique de pointe et des applications 5G, l’IA des données a propulsé la puissance informatique mondiale dans une période de croissance rapide. Selon le cabinet d'études TrendForce, le volume d'expédition de serveurs d'IA équipés de GPGPU (GPU à usage général) représentait environ 1 % en 2022. Cependant, en 2023, sous l'impulsion des applications ChatGPT, on s'attend à ce que le volume d'expédition de serveurs d'IA augmente. de 38,4 %, et le taux de croissance annuel composé global des expéditions de serveurs d’IA de 2022 à 2026 atteindra 29 %.
Il existe deux orientations principales pour la conception de la prochaine génération de modules de dissipateurs thermiques. L'une consiste à mettre à niveau les modules de dissipation thermique existants avec une chambre à vapeur 3D (3DVC), et l'autre consiste à introduire un système de refroidissement liquide, utilisant le liquide comme milieu convectif pour améliorer l'efficacité thermique. Par conséquent, le nombre de cas de tests de refroidissement liquide augmentera considérablement en 2023, mais le 3DVC n’est qu’une solution transitoire. On estime que d’ici 2024 à 2025, nous entrerons dans l’ère du refroidissement parallèle des gaz et du refroidissement liquide.
Avec l'essor de ChatGPT, l'IA générative a stimulé les expéditions de serveurs, ainsi que les exigences de mise à niveau des spécifications des modules de dissipateur thermique, les conduisant vers des solutions de refroidissement liquide pour répondre aux exigences strictes des serveurs en matière de dissipation thermique et de stabilité. À l'heure actuelle, l'industrie utilise principalement la technologie de refroidissement par immersion monophasée dans le refroidissement liquide pour résoudre le problème de dissipation thermique des serveurs ou des pièces chauffantes à haute densité, mais il existe toujours une limite supérieure de 600 W, car ChatGPT ou les serveurs d'ordre supérieur ont besoin d'un capacité de dissipation thermique de plus de 700W pour faire face.
Étant donné que le système de refroidissement représente environ 33 % de la consommation totale d'énergie du centre de données, la réduction de la consommation électrique totale et la réduction de l'efficacité de l'utilisation de l'énergie impliquent l'amélioration du système de refroidissement, des équipements d'information et l'utilisation d'énergies renouvelables. L'eau a une capacité thermique quatre fois supérieure à celle de l'air. Par conséquent, lors de l’introduction d’un système de refroidissement par refroidissement liquide, seulement 1U d’espace est nécessaire pour la plaque de refroidissement liquide. Selon les tests NVIDIA, pour obtenir la même puissance de calcul, le nombre d'armoires nécessaires au refroidissement liquide peut être réduit de 66 %, la consommation d'énergie peut être réduite de 28 %, le PUE peut être réduit de 1,6 à 1,15 et l'efficacité de calcul peut être améliorée. .
Le calcul rapide conduit à une amélioration continue du TDP et les serveurs IA ont des exigences plus élevées en matière de dissipation thermique. Le refroidissement par caloduc traditionnel approche de ses limites et il est inévitable d'introduire des solutions thermiques refroidies par liquide.
