IA e resfriamento térmico
As aplicações de IA aceleram a evolução dos data centers em direção à alta densidade. Confrontados com o crescimento explosivo dos dados e da computação provocado pela IA, e com a crescente escassez de recursos dos centros de dados, especialmente nas cidades de primeiro nível, apenas melhorando o poder de computação, o armazenamento e as capacidades de transmissão por unidade de área da sala de computadores é possível o valor do data center seja maximizado. A introdução de chips de IA de alta computação acelerará a tendência de evolução da alta densidade de potência do servidor.
À medida que ChatGPT desperta uma nova rodada de entusiasmo por aplicações de inteligência artificial, data centers nacionais e estrangeiros e fabricantes de negócios em nuvem começaram a promover a construção de infraestrutura de IA, e a proporção de remessas de servidores de IA em todos os servidores está aumentando gradualmente. De acordo com dados da TrendForce, o volume anual de remessas de servidores de IA equipados com GPGPUs representou quase 1% de todos os servidores em 2022. Em 2023, com o suporte de aplicativos de inteligência artificial como ChatGPT, espera-se que o volume de remessas de servidores de IA aumente em 8 por cento ano a ano. De 2022 a 2026, o volume de remessas CAGR deverá atingir 10,8%. As GPUs são usadas principalmente para servidores de IA, principalmente Nvidia H100, A100, A800 (enviados principalmente para a China), bem como as séries AMD MI250 e MI250X. A proporção de NVIDIA e AMD é de aproximadamente 8:2.
O efeito da velocidade do ventilador superior a 4.000 r/min na resistência térmica é limitado. De acordo com o CNKI, em um sistema refrigerado a ar, a velocidade do ventilador aumenta de 1.000 r/min para 4.000 r/min, e a convecção domina a dissipação de calor do chip. Com um aumento na vazão, o coeficiente de transferência de calor convectivo aumenta significativamente. O resfriamento a ar pode efetivamente melhorar os problemas de dissipação de calor do chip. Quando a velocidade do ventilador excede 4.000 r/min, a diminuição na resistência à transferência de calor é relativamente suave e um aumento na velocidade só pode melhorar a transferência de calor com o ar, resultando em uma diminuição no efeito de dissipação de calor. O resfriamento líquido em nível de chip é a tendência de desenvolvimento futuro. Em um espaço de servidor de 2U, 250W é aproximadamente o limite para resfriamento de ar e dissipação de calor; Acima de 4U, o resfriamento a ar pode atingir 400-600W; O TDP dos chips de IA geralmente excede 400 W, principalmente usando 4-8U. A dissipação de calor tradicional refrigerada a ar atingiu seu limite. O controle da temperatura do chip é particularmente importante para uma operação estável e contínua, com temperatura máxima não superior a 85 graus. A temperatura excessiva pode causar danos aos cavacos. Dentro de 70-80 graus, cada aumento de 10 graus na temperatura de um único componente eletrônico reduz a confiabilidade do sistema em 50 por cento. Portanto, no contexto de aumento de potência, o sistema de refrigeração será atualizado para refrigeração líquida no nível do chip.
Comparado ao resfriamento a ar, o resfriamento a líquido pode não apenas atender aos requisitos de dissipação de calor de gabinetes de alta densidade de potência, mas também atingir PUE mais baixo e maior potência de saída (GUE). Em comparação com o resfriamento a ar tradicional, o PUE do resfriamento líquido por placa fria é geralmente 1,1x, com um GUE de mais de 75%, enquanto o PUE do resfriamento líquido por imersão pode ser tão baixo quanto 1,0x, com um GUE de mais de 80 por cento. O uso simultâneo da tecnologia de resfriamento líquido pode remover alguns ou até mesmo todos os ventiladores do equipamento de TI (geralmente o consumo de energia do ventilador também é calculado no consumo de energia do equipamento do servidor). Para resfriamento líquido imerso, a remoção do ventilador do servidor pode reduzir o consumo de energia do servidor em cerca de 4% -15% .
A maturidade atual da tecnologia de refrigeração líquida de placa fria é relativamente alta e é a principal tendência na rota da tecnologia de refrigeração líquida. Supondo que a proporção atual seja de 80%. No futuro, com a maturidade da tecnologia de refrigeração líquida por imersão, espera-se que a proporção global aumente gradualmente. Com base em cálculos abrangentes, o treinamento e a inferência de grandes modelos de IA trarão um espaço de mercado de refrigeração líquida de 4 bilhões de RMB. Com o aumento dos parâmetros do modelo e a promoção do uso, o mercado de refrigeração líquida experimentará uma taxa composta de crescimento anual de 60% nos próximos quatro anos.
Acreditamos que se espera que o grande modelo de IA lidere a atualização da demanda de energia computacional, impulsione a construção de centros de computação e supercomputação inteligentes de alta densidade de potência, acelere a introdução de instalações de suporte, como sistemas de refrigeração líquida, no mercado e, no futuro, , com a construção de novos centros de dados e a transformação dos centros de dados existentes, espera-se que a taxa de penetração global aumente rapidamente. Atualmente, a indústria de refrigeração líquida ainda está em seus estágios iniciais de desenvolvimento e está otimista em relação aos fabricantes com um layout líder em tecnologia e capacidade de produção.
