Tembaga atau Aluminium, mana yang lebih baik untuk larutan pendingin cair
Dengan pesatnya perkembangan teknologi kecerdasan buatan, khususnya di bidang-bidang seperti pembelajaran mendalam dan model bahasa berskala besar, permintaan akan daya komputasi telah meningkat secara signifikan. Model AI saat ini, seperti GPT-4o, memiliki puluhan atau bahkan miliaran parameter dan memerlukan sumber daya komputasi yang sangat besar untuk pelatihan. Melatih model ini memerlukan cluster GPU atau TPU dalam jumlah besar, yang menghasilkan panas dalam jumlah besar saat dijalankan pada beban penuh. Selain itu, untuk memberikan respons real-time dalam aplikasi, banyak sistem AI memerlukan pengoperasian yang berkelanjutan. Sistem ini biasanya diterapkan di pusat data atau perangkat komputasi edge, yang juga menghadapi tantangan konsumsi daya dan pendinginan yang tinggi.
Dengan kemajuan teknologi chip dan pesatnya pertumbuhan daya komputasi server, membangun pusat data besar dengan kepadatan tinggi dan konsumsi energi tinggi telah menjadi pilihan penting untuk menyeimbangkan daya komputasi dan peraturan lingkungan. Sistem pendingin merupakan salah satu infrastruktur penting pada pusat data. Dalam pengoperasian pusat data dengan kepadatan tinggi, pendingin udara tradisional menghadapi masalah pembuangan panas yang tidak memadai dan konsumsi energi yang serius. Teknologi pendingin cair telah menjadi solusi optimal untuk mengurangi PUE di pusat data, dengan keuntungan lebih ekonomis pada 15kW/kabinet ke atas.
Teknologi pelat pendingin cair adalah solusi termal yang secara tidak langsung memindahkan panas komponen ke cairan pendingin yang tertutup dalam pipa sirkulasi melalui pelat dingin (rongga tertutup yang terdiri dari logam dengan konduktivitas termal tinggi seperti tembaga dan aluminium), dan kemudian menggunakan pendingin tersebut. cairan untuk menghilangkan panas.
Liquid Cold plate adalah metode pendinginan cair yang paling awal diadopsi, dengan kematangan tinggi dan harga yang relatif rendah. Menurut data penelitian, pendingin cair pelat dingin menguasai 90% pangsa pasar di Tiongkok. Pendinginan cairan pelat dingin dicapai dengan memasang erat pelat dingin ke elemen pemanas, memindahkan panas dari elemen pemanas ke cairan pendingin di pelat dingin. Ini sederhana, kasar, tetapi efektif. Tingkat penetrasi teknologi pendingin cair di pusat data diperkirakan akan mencapai sekitar 5% hingga 8% pada tahun 2022, dengan pendingin udara masih menguasai lebih dari 90% pangsa pasar.
Konduktivitas termal tembaga sekitar 400 W/mK, dan konduktivitas termal aluminium sekitar 235 W/mK. Konduktivitas termal tembaga jauh lebih tinggi dibandingkan aluminium. Oleh karena itu, pelat dingin tembaga secara teoritis dapat mentransfer panas yang dihasilkan oleh server lebih cepat ke cairan pendingin, sehingga mencapai pembuangan panas yang lebih efisien. Meskipun konduktivitas termal aluminium tidak sebaik tembaga, konduktivitas termalnya relatif tinggi, cukup untuk memenuhi kebutuhan pembuangan panas pada sebagian besar server berpendingin cairan.
Kepadatan tembaga yang relatif tinggi, sekitar 8,96 g/cm³, membuat pelat dingin tembaga relatif berat. Hal ini mungkin menimbulkan tantangan tertentu pada desain struktural dan instalasi server. Aluminium memiliki kepadatan lebih rendah sekitar 2,70 g/cm³, yang jauh lebih ringan daripada tembaga, sehingga pelat dingin aluminium memiliki keunggulan bobot yang signifikan. Kepadatan aluminium yang rendah membuat pelat dingin aluminium lebih ringan. Hal ini tidak hanya bermanfaat untuk mengurangi bobot keseluruhan server, namun juga dapat meningkatkan kekuatan struktural server sampai batas tertentu. Selain itu, bahan aluminium lebih ringan sehingga bermanfaat untuk mengurangi bobot keseluruhan server serta menurunkan biaya transportasi dan pemasangan.
Pelat dingin tembaga dan aluminium memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri dalam penggunaan server berpendingin cairan. Dalam situasi di mana kebutuhan termal tinggi dan biaya bukan merupakan pertimbangan utama, pelat tembaga dingin mungkin lebih cocok; Dalam upaya mencapai efektivitas biaya dan bobot yang ringan, pelat dingin aluminium mungkin memiliki lebih banyak keunggulan. Pemilihan spesifik perlu dipertimbangkan secara komprehensif berdasarkan persyaratan dan batasan skenario penerapan spesifik. Jika kita dapat memiliki pemahaman mendetail tentang situasi spesifik seperti beban panas, anggaran, pembatasan berat, dll. dalam skenario penerapan, hal ini dapat membantu kita membuat pilihan yang lebih akurat.
