Teknologi pembuangan panas thermosyphon di GPU
vvvDengan berkembangnya pembelajaran mendalam, simulasi, desain BIM, dan aplikasi industri AEC di berbagai industri, dengan berkat teknologi AI, teknologi GPU virtual, diperlukan analisis daya komputasi GPU yang kuat. Server GPU dan stasiun kerja GPU cenderung berukuran kecil, termodulasi, dan sangat terintegrasi. Kepadatan aliran panas sering kali mencapai 7-10 kali lipat dibandingkan peralatan server GPU berpendingin udara tradisional. Karena pemasangan modul yang terpusat, terdapat sejumlah besar kartu grafis GPU NVIDIA dengan jumlah panas yang besar, sehingga masalah pembuangan panas sangat menonjol. Di masa lalu, teknologi desain pembuangan panas yang umum digunakan tidak lagi dapat memenuhi persyaratan sistem baru. Server GPU tradisional berpendingin air atau server GPU berpendingin cairan tidak lepas dari dukungan kipas. Hari ini kita akan menganalisis teknologi pembuangan panas termosifon.
Saat ini, teknologi pembuangan panas termosifon yang ada di pasaran terutama menggunakan kolom atau pelat radiator sebagai bodinya, tabung media panas dimasukkan ke bagian bawah radiator, fluida kerja disuntikkan ke dalam cangkang, dan lingkungan vakum terbentuk. . Ini adalah pipa panas gravitasi suhu normal. Proses kerjanya sebagai berikut: Pada bagian bawah radiator, sistem pemanas memanaskan fluida kerja pada shell melalui pipa media panas. Dalam kisaran suhu kerja, fluida kerja mendidih, dan uap naik ke bagian atas radiator untuk mengembun dan melepaskan panas, dan kondensat mengalir di sepanjang dinding bagian dalam radiator. Refluks ke bagian pemanas dipanaskan dan diuapkan lagi, dan panas dipindahkan dari sumber panas ke unit pendingin melalui perubahan fase siklus kontinu dari fluida kerja untuk mencapai tujuan pemanasan dan pemanasan.
Penerapan pembuangan panas termosifon pada workstation GPU:
Bagaimana setiap generasi pendingin CPU bergerak selangkah demi selangkah menuju batas kinerja teoritis kontemporer. Dari heat sink aluminium paling primitif hingga saat ini, ini adalah pilihan yang baik. Anda mungkin berpikir karena beberapa sirip kecil sangat mudah digunakan, apakah sirip yang lebih banyak dan lebih besar lebih baik digunakan? Namun, hasilnya tidak demikian. Semakin jauh sirip dari sumber panas, semakin rendah suhu sirip tersebut. Ketika suhu turun menjadi suhu udara sekitar, berapapun panjang sirip dibuat, perpindahan panas tidak akan terus meningkat.
Ketika konsumsi daya komputasi GPU modern memasuki kisaran 75 hingga 350 watt atau bahkan lebih tinggi, para insinyur desain termal beralih untuk mengembangkan metode pembuangan panas baru. Pipa panas itu sendiri tidak meningkatkan kapasitas pembuangan panas radiator. Fungsinya menggunakan konduksi panas dan konveksi panas secara bersamaan untuk mencapai efisiensi perpindahan panas yang jauh lebih tinggi daripada logam itu sendiri.
Pada awal tahun 1937, teknologi termosifon muncul. Selama operasi normal, cairan di dalam pipa panas akan mendidih, dan uap akan mencapai ujung kondensasi melalui ruang uap, kemudian uap akan kembali ke cairan dan kembali ke sumber panas melalui inti tabung. Inti tabung biasanya berada pada logam yang disinter. Namun jika pipa panas menyerap terlalu banyak panas, fenomena "pipa panas mengering" akan terjadi. Cairan tidak hanya menjadi uap di ruang uap, tetapi juga menjadi uap di inti tabung, yang mencegahnya berubah kembali menjadi cairan untuk kembali ke sumber panas, yang sangat meningkatkan ketahanan termal pipa panas.
Sekarang sorotan kami adalah termosifon. Pembuangan panas termosifon tidak seperti pipa panas, yang menggunakan inti tabung untuk membawa cairan kembali ke ujung penguapan, tetapi hanya menggunakan gravitasi, ditambah dengan beberapa desain cerdik untuk membentuk sirkulasi, dan menggunakan proses penguapan cairan sebagai pompa air . Ini bukanlah teknologi baru, ini sangat umum terjadi pada aplikasi industri dengan pelepasan panas yang besar.
Secara umum, zat pendingin di dalam GPU akan mendidih, mengalir ke atas menuju sisi kondensasi di dalam, berubah kembali menjadi cair dan kembali ke sisi penguapan. Ada dua keuntungan utama dalam teori:
1. Hindari pipa panas mengering, dan dapat digunakan untuk melakukan overclocking chip berkinerja sangat tinggi
2. Karena tidak memerlukan pompa air, keandalannya lebih baik daripada pendingin air terintegrasi tradisional
Hal terpenting dari pembuangan panas termosifon adalah ketebalannya akan berkurang dari biasanya 103 mm menjadi hanya 30 mm (dikurangi menjadi kurang dari sepertiga), dan bentuknya relatif kecil serta tidak akan mengganggu kinerja. Untuk memudahkan pemrosesan peralatan pembuangan panas termosifon, sebagian besar produsen saat ini menggunakan bahan aluminium. Tembaga juga digunakan, dan suhunya dapat diturunkan sebesar 5-10 derajat, hanya untuk server GPU yang menghasilkan lebih banyak panas.
