Termosifonska tehnologija odvajanja toplote v GPU
vvvZ razvojem poglobljenega učenja, simulacije, oblikovanja BIM in industrijskih aplikacij AEC v različnih panogah, pod blagoslovom tehnologije AI virtualne GPU tehnologije, je potrebna zmogljiva analiza računalniške moči GPE. Strežniki GPE in delovne postaje GPE so običajno miniaturizirani, modularizirani in visoko integrirani. Gostota toplotnega toka pogosto doseže 7-10-kratno gostoto tradicionalne zračno hlajene strežniške opreme GPE. Zaradi centralizirane namestitve modulov obstaja veliko število grafičnih kartic NVIDIA GPU z veliko količino toplote, zato je problem odvajanja toplote zelo izrazit. V preteklosti običajno uporabljena tehnologija načrtovanja odvajanja toplote ne more več izpolnjevati zahtev novih sistemov. Tradicionalnih vodno hlajenih GPU strežnikov ali tekočinsko hlajenih GPU strežnikov ni mogoče ločiti od podpore ventilatorjev. Danes bomo analizirali termosifonsko tehnologijo odvajanja toplote.
Trenutno tehnologija termosifonskega odvajanja toplote na trgu v glavnem uporablja stebrni ali ploščni radiator kot telo, cev za toplotni medij je vstavljena na dno radiatorja, delovna tekočina se vbrizga v lupino in vzpostavi se vakuumsko okolje . To je gravitacijska toplotna cev z običajno temperaturo. Delovni proces je sledeč: Na dnu radiatorja ogrevalni sistem segreva delovno tekočino v plašču preko cevi toplotnega medija. Znotraj delovnega temperaturnega območja delovna tekočina vre, para pa se dvigne v zgornji del radiatorja, da kondenzira in oddaja toploto, kondenz pa teče po notranji steni radiatorja. Povratni tok v grelni odsek se segreje in ponovno izhlapi, toplota pa se prenese iz vira toplote v hladilno telo skozi neprekinjeno fazno spremembo cikla delovne tekočine, da se doseže namen ogrevanja in ogrevanja.
Uporaba termosifonskega odvajanja toplote na delovnih postajah GPU:
Kako se vsaka generacija hladilnika procesorja korak za korakom premika do meje sodobne teoretične zmogljivosti. Od najbolj primitivnega aluminijastega hladilnega telesa do danes je dobra izbira. Morda mislite, da je bolje uporabiti več in večje plavuti, ker so nekatere majhne plavuti tako preproste za uporabo? Vendar rezultat ni tak. Dlje kot so rebra od vira toplote, nižja je temperatura reber. Ko temperatura pade na temperaturo okoliškega zraka, ne glede na to, kako dolga so plavuti, se prenos toplote ne bo še povečeval.
Ko poraba energije sodobnega GPU-ja preide v obseg od 75 do 350 vatov ali celo več, se inženirji toplotnega načrtovanja obrnejo k razvoju novih metod odvajanja toplote. Sama toplotna cev ne poveča zmogljivosti odvajanja toplote radiatorja. Njegova funkcija je, da uporablja toplotno prevodnost in toplotno konvekcijo hkrati, da doseže učinkovitost prenosa toplote, ki je veliko višja od učinkovitosti same kovine.
Že leta 1937 se je pojavila termosifonska tehnologija. Med normalnim delovanjem bi tekočina v toplotni cevi zavrela, para pa bi skozi parno komoro dosegla konec kondenzacije, nato pa bi se para vrnila v tekočino in se nato vrnila k viru toplote skozi jedro cevi. Jedro cevi je običajno iz sintrane kovine. Če pa toplotna cev absorbira preveč toplote, pride do pojava "izsušitve toplotne cevi". Tekočina ne postane para samo v parni komori, temveč postane para tudi v jedru cevi, kar ji preprečuje, da bi se spremenila nazaj v tekočino in se vrnila k viru toplote, kar močno poveča toplotni upor toplotne cevi.
Zdaj prihaja naš vrhunec - termosifon. Termosifonsko odvajanje toplote ni podobno toplotni cevi, ki uporablja cevno jedro za vračanje tekočine nazaj na konec izhlapevanja, ampak uporablja le gravitacijo, skupaj z nekaterimi domiselnimi zasnovami za oblikovanje kroženja, in uporablja postopek izhlapevanja tekočine kot vodno črpalko . To ni nova tehnologija, je zelo pogosta v industrijskih aplikacijah z velikim sproščanjem toplote.
Na splošno bo hladilno sredstvo v GPE zavrelo, steklo navzgor v kondenzacijsko stran znotraj, se spremenilo nazaj v tekočino in se vrnilo na stran izhlapevanja. V teoriji obstajata dve veliki prednosti:
1. Preprečite, da bi se toplotne cevi izsušile, in jih lahko uporabite za overclocking ultra-visoko zmogljivih čipov
2. Ker ni potrebe po vodni črpalki, je zanesljivost boljša od tradicionalnega integriranega vodnega hlajenja
Najpomembnejša točka termosifonskega odvajanja toplote je, da se bo njegova debelina zmanjšala s tradicionalnih 103 mm na samo 30 mm (zmanjšana na manj kot eno tretjino), oblika pa je relativno majhna in ne bo ogrozila učinkovitosti. Da bi olajšali obdelavo termosifonske opreme za odvajanje toplote, večina proizvajalcev trenutno uporablja aluminijeve materiale. Uporablja se tudi baker in temperatura se lahko zniža za 5-10 stopinj, samo za strežnike GPU, ki proizvajajo več toplote.
