Кључне тачке течног хлађења у еволуцији и практичним применама рачунарске моћи вештачке интелигенције

 

 

Последњих година, са брзим развојем технологија као што су вештачка интелигенција, велики подаци и велики модели, потражња за ефикасним хлађењем се стално повећава. Технологија течног хлађења је добила широку пажњу и примену. Многе познате компаније уложиле су у истраживање и примену технологије хлађења течности, подстичући њену сталну иновацију и развој. Примена технологије течног хлађења такође се постепено шири у областима као што су 5Г комуникација и рачунарство на ивицама, пружајући снажну подршку њиховом расту.

 

Према агенцијама за истраживање тржишта, очекује се да ће глобално тржиште течног хлађења одржати брз раст у наредним годинама, достижући милијарде долара до 2025. На кинеском тржишту, примена технологије течног хлађења такође се постепено повећава, а величина тржишта је очекује се удвостручење у наредних неколико година.

 

 

И Еволуција рачунарске снаге и хлађења

 

У еволуцији рачунарске снаге, хлађење игра кључну улогу. Сваки већи напредак у рачунарској снази често је био праћен побољшањима у технологији хлађења. Рано, ваздушно хлађење је било примарни метод, користећи вентилаторе за кретање ваздуха и одвођење топлоте. Ово је традиционалнији и уобичајенији метод хлађења.

 

Како се рачунарска снага повећавала и производња топлоте расла, појавила се ефикаснија технологија хлађења топлотних цеви. Топлотне цеви преносе топлоту кроз испаравање и кондензацију радног флуида, нудећи добру топлотну проводљивост. Технологија хлађења течностима постепено је постала истакнута, ефикасно апсорбујући и преносећи топлоту кроз циркулишућу течност, обезбеђујући већу ефикасност у поређењу са ваздушним хлађењем. Како захтеви за рачунарством у хетерогеним, ХПЦ и АИ системима настављају да расту, важност течног хлађења постаје све очигледнија.

 

▲ Иза еволуције технологије хлађења стоји стална итерација технологије чипова

 

Напредно паковање је постало кључни пут за проширење Муровог закона како се полупроводнички процеси приближавају физичким границама. Поред смањења величине уређаја кроз процесне технологије, развоја нових материјала и побољшања структура кола ради повећања густине транзистора, промена метода паковања ради повећања капацитета интегрисаног кола је такође важан правац. У сценаријима као што су 2.5Д и 3Д паковање са више чипова, које побољшавају перформансе система, течно хлађење постаје незаменљиво у решењима за хлађење високе ефикасности јер се системска снага и густина топлоте повећавају у оквирима рачунарске мреже.

 

Како АИ обука и закључивање реконструишу рачунарске мрежне архитектуре, стопа раста параметара великих модела је знатно бржа од ГПУ меморије. Висока интеграција, велика меморија и системи са више ГПУ-а су погоднији за обуку и закључивање великих модела. Са значајно повећаном густином чипова у АИДЦ ормарима, еволуција од традиционалног хлађења до ефикасног течног хлађења је неизбежна.

 

▲ АИДЦ ормари

 

 

ИИ Сценарији примене и технологија течног хлађења

 

На нивоу чипа, када типична потрошња енергије чипа прелази 300 В, потребно је течно хлађење да би се обезбедило ослобађање рачунарске снаге. На нивоу система, снага АИ сервера је порасла са нивоа од 10 кВ на десетине кВ по ормарићу, стварајући хитну потребу за продором течног хлађења. На нивоу дата центра, једини начин да се ИДЦ ПУЕ смањи са изнад 1,5 на 1,2 је усвајање течног хлађења.

 

Тренутно, главна решења за течно хлађење у Кини укључују хладну плочу, урањање и типове спреја, при чему је хладна плоча најшире коришћена.

 

 

▲ Типови хладних плоча, потапања и спреја

 

▲ Хладна плоча, фазна промена, једнофазна потапање и хлађење спрејом

 

Како се захтеви за перформансама рачунара повећавају, технологија течног хлађења игра кључну улогу у следећим кључним сценаријима примене:

1. Дата центри:Расхладни сервери и друга ИТ опрема за побољшање енергетске ефикасности и смањење оперативних трошкова.

2. Суперкомпјутери:Руковање великим рачунарским задацима како би се осигурале високе перформансе и стабилност.

3. Вештачка интелигенција:Обука и покретање модела дубоког учења за убрзање рачунања.

4. Медицински уређаји:Одржавање опреме као што су МРИ машине на радним температурама.

5. Индустријска производња:Опрема за хлађење за побољшање ефикасности производње и квалитета производа.

6. Електрично возило:Пакети батерија за хлађење за продужење трајања батерије и побољшање безбедности.

7. Ваздухопловство:Електроника за хлађење и компоненте мотора.

8. Истраживање:Хлађење различите експерименталне опреме.

9. Компјутери за игре:Пружање решења за хлађење високих перформанси.

10. Рударство криптовалута:Одржавање ефикасног рада рударске опреме.

 

 

ИИИ Трендови развоја у технологији течног хлађења

 

У контексту уштеде енергије и смањења емисија, предности технологије течног хлађења постепено постају очигледне, а појављује се неколико нових трендова:

1. Већа ефикасност:Континуирано побољшање ефикасности хлађења како би се задовољили растући захтеви рачунара.

2. Мања потрошња енергије:Смањење потрошње енергије кроз оптимизован дизајн и материјале.

3. Шире примене:Проширивање на више поља као што су 5Г комуникација и ивично рачунарство.

4. Паметно управљање:Постизање интелигентног праћења и управљања течним расхладним системима.

5. Одрживост животне средине:Коришћење еколошки прихватљивих расхладних течности и материјала.

6. Интегрисани дизајн:Интеграција са другим технологијама ради побољшања укупних перформанси система.

7. Смањење трошкова:Смањење трошкова како технологија сазрева и расте.

8. Побољшана поузданост:Повећање укупне поузданости и стабилности система течног хлађења.

9. Прилагођена решења:Пружање прилагођених решења за течно хлађење за различите сценарије примене.

10. Поврат топлоте:Истраживање поновне употребе топлоте коју генеришу системи за хлађење течности.

 

 

ИВ Карактеристике и сценарији примене уобичајених технологија хлађења течностима

 

▲ Карактеристике и сценарији примене уобичајених технологија хлађења течностима

 

 

В Граница рачунарске снаге је електрична енергија

 

Разговарајући о "Еаст Дата Вест Цомпутатион", пошто су ИДЦ/АИДЦ индустрије које троше велику енергију, усклађивање рачунарске снаге са електричном енергијом је практична потреба. Према Омдиа 2020, глобална потрошња електричне енергије у центрима података чини 2% укупне потрошње електричне енергије у друштву.

 

ПУЕ је важан стандард за процену економске изводљивости и потрошње енергије ИДЦ пројеката. „Еаст Дата Вест Цомпутатион“ захтева нивое ПУЕ центра података више од тренутних стандарда (генерално захтевајући ПУЕ око 1,2 за националне пројекте). Срж за постизање циљева уштеде енергије лежи у опреми за уштеду енергије за контролу температуре. „Еаст Дата Вест Цомпутатион“ означава значајно повећање укупног нивоа рачунарске снаге у Кини, а потражња за подршком за хлађење за контролу температуре и опрему за уштеду енергије ће се повећавати у тандему.

 

ПУЕ=ИДЦ укупна потрошња енергије / потрошња енергије ИТ опреме

 

Потрошња енергије ИТ опреме=називна снага по ормару × број напајаних ормара × 24 сата × број дана у години × фактор оптерећења

 

 

ВИ Унапређење економије течног хлађења

 

Разбијајући структуру трошкова АИДЦ-а, пенетрација течног хлађења је већ показала економску одрживост, због густине снаге, а не само због трошкова течног хлађења.

 

Из перспективе капитала:трошкови изградње (трошкови простора), дистрибуције енергије (капацитет снаге) и трошкови опреме за управљање топлотом (ваздушно или течно хлађење) чине већину почетних инвестиција (не узимајући у обзир ИКТ опрему, удео у трошковима > 50%).

 

Из перспективе Опек-а:електрична енергија и амортизација су примарни текући оперативни трошкови (учешће трошкова може да пређе 80%).

 

Кључни фактор у мерењу економичности течног хлађења лежи у уштеди електричне енергије која се постиже оптимизацијом ПУЕ, повећаном густином и да ли они могу да надокнаде додатна почетна улагања у опрему.

 

 

▲ Метода побољшања економије хлађења течностима

 

 

ВИИ Логички оквир економије течног хлађења

 

У традиционалним трошковима изградње ИДЦ-а, изградња, дистрибуција електричне енергије и климатизација су кључни фактори који утичу на економску изводљивост пројекта. Како се повећава густина снаге ормара, утицај енергетске опреме Цапек и годишњих Опек-а електричне енергије у ИДЦ пословном моделу је значајно порастао.

 

 ▲ Логички оквир економије течног хлађења

 

 

ВИИИ Течно хлађење за рачунарску снагу

 

Слично АИ рачунарском систему напајања, ефикасан и стабилан рад система за складиштење енергије такође захтева строге услове температуре и влажности. Температура директно утиче на капацитет батерије и деградацију ефикасности, и директно је повезана са топлотним инцидентима. Тренутно, главне технологије хлађења за складиштење енергије укључују ваздушно хлађење, течно хлађење, хлађење топлотних цеви и хлађење са променом фазе. Ваздушно и течно хлађење су главни токови индустрије.

Према Цхина Енерги Стораге Нетворк, цена батерије у системима за складиштење енергије износи око 55%, ПЦС чини око 20%, БМС и ЕМС заједно чине око 11%, а трошкови управљања топлотом варирају између 2-4 % у зависности од изабране технологије хлађења.

 

Са изградњом станица за складиштење енергије великог капацитета, велике густине, као што су нове енергетске електране и складиштење ван мреже, које покрећу велике енергетске групе и велики системски интегратори, продор течног хлађења у складиште енергије се повећава. Проширење контроле температуре складиштења енергије из ИДЦ прецизне контроле температуре, индустријске контроле температуре и контроле температуре нових енергетских возила сугерише могући будући развој.

 

▲ Системи за складиштење енергије

 

Низводна концентрација индустрије контроле температуре складиштења енергије је висока, са снажном преговарачком моћи и полугом преговарања. Једном када се успостави квалификација за снабдевање, однос је лепљив, што чини предности првог покретача важним. Сертификација основних АИ чипова и произвођача терминала, заједно са сервисним могућностима, су кључне баријере за улазак у рачунарску снагу за течно хлађење.

 

Широка примена система ваздушног и течног хлађења у складиштењу енергије, заједно са брзим растом потражње, чини могућности испоруке производа и контролу трошкова критичним. Смањење трошкова улагања у ИКТ и ИДЦ кроз производњу и контролу трошкова је од суштинског значаја.

 

Како се капацитет складиштења повећава, захтеви за прилагођавање производа постају све јачи. Системи за хлађење течности захтевају велику прилагодбу у смислу броја путева протока, брзина протока и брзина протока, што подстиче купце да изаберу произвођаче са могућностима заједничког дизајна. Сегмент компоненти се фокусира на стандардизоване производе са значајним варијацијама у перформансама међу производима, док се сегмент система фокусира на нестандардне производе, који захтевају разумевање технологије управљања топлотом и познавање ИЦТ и ИДЦ система.

 

 

Ⅸ Како одабрати праву технологију течног хлађења

 

Одабир одговарајуће технологије течног хлађења захтева разматрање следећих фактора:

 

1. Потребе за хлађењем:Одредите захтеве за хлађењем ваше опреме или система. Различите апликације и уређаји имају различите захтеве за хлађењем, као што су рачунари високих перформанси, центри података или рачунари за игре, којима су можда потребне јаче могућности хлађења.
2. Тип технологије:Разумети различите типове технологија хлађења течностима, као што су хладне плоче, потапање и врсте спреја. Свака технологија има своје карактеристике и применљиве области, које захтевају пажљив избор на основу специфичних потреба.
3. Цена:Технологија течног хлађења генерално укључује веће трошкове, укључујући трошкове опреме, инсталације и одржавања. Изаберите технологију која одговара вашем буџету.
4. Захтеви за простор:Системи за течно хлађење често захтевају мало простора за инсталацију и рад. Узмите у обзир величину и просторна ограничења ваше опреме.
5. Поузданост и одржавање:Изаберите поуздану технологију течног хлађења и добављаче како бисте осигурали стабилност и поузданост система. Схватите захтеве за одржавањем система да бисте олакшали свакодневно одржавање и решавање проблема.
6. Компатибилност:Уверите се да је технологија течног хлађења компатибилна са вашом опремом и компонентама без изазивања оштећења других делова.
7. Перформансе и ефикасност:Упоредите перформансе хлађења и ефикасност различитих технологија течног хлађења и изаберите ону која одговара вашим потребама.
8. Разматрања животне средине и безбедности:Узмите у обзир утицај на животну средину и безбедност технологије течног хлађења, одлучујући се за еколошки прихватљиве, нетоксичне и незапаљиве расхладне течности.
9. Техничка подршка и услуге:Изаберите добављача који нуди добру техничку подршку и постпродајне услуге за брзо решавање проблема.

 

Узимајући у обзир све ове факторе, можете одабрати најприкладнију технологију течног хлађења за своје потребе. Пре доношења одлуке, препоручљиво је да се консултујете са професионалним добављачима технологије за течно хлађење за детаљније информације и препоруке.

 

Како технологија буде напредовала, технологија течног хлађења ће постати зрелија и распрострањенија, а апликације ће се континуирано ширити. У будућности би се течно хлађење могло интегрисати са АИ и ИоТ-ом, што ће довести до интелигентнијег управљања топлотом. Развој технологије течног хлађења донеће више могућности и изазова за различите индустрије, захтевајући сталне иновације и истраживања.