AIGC acelera a explosão do mercado de refrigeração líquida em nível de chip
AIGC impulsiona alta demanda por poder de computação. AIGC é baseado em grandes modelos e big data. O modelo generativo/abordagem multimodal no AIGC requer principalmente poder de computação inteligente. Em 2021, a escala total de poder de computação/poder de computação inteligente de equipamentos de computação globais é de 615/232EFlops, e espera-se que aumente para 56/52,5ZFlops até 2030, com CAGR65%/80%; O tempo de duplicação da capacidade média de computação foi reduzido para 9,9 meses.
O resfriamento líquido em nível de chip tornou-se a solução de resfriamento convencional. O aumento no consumo de energia impulsiona a atualização dos requisitos de resfriamento: o consumo de energia da CPU Intel excede 350 W, o consumo de energia da GPU NVIDIA excede 700 W e a densidade de potência da computação em cluster de IA geralmente atinge 50 kW/gabinete. O resfriamento do ar e a dissipação de calor atingiram o limite máximo de capacidade: a potência do gabinete superior a 15kW é o limite máximo da capacidade de resfriamento do ar e a condutividade térmica do líquido é 15-25 vezes maior que a do ar. Há uma necessidade urgente de atualizar o resfriamento líquido. O resfriamento está cada vez mais próximo da fonte de calor central: espera-se que evolua do nível da sala, do gabinete e do servidor para o nível do chip. Uma regulamentação política rigorosa acelera a infiltração de refrigeração líquida: O consumo de energia dos sistemas de controlo de temperatura é um dos factores-chave na redução da PUE. Sob o cenário de duplo carbono, o requisito de PUE para o nó East Digital West Computing está abaixo de 1,25/1,2.
Por trás da melhoria do poder computacional, os chips devem ter maior eficiência computacional e realizar mais cálculos em menos tempo, o que inevitavelmente leva a um aumento no consumo de energia do chip. De acordo com o "White Paper sobre a confiabilidade de servidores resfriados a líquido de placa fria" do ODCC, em 2022, o consumo de energia da CPU única do processador de servidor de quarta geração da Intel excedeu 350 watts, o consumo de energia do chip GPU único da NVIDIA excedeu 700 watts, e a densidade de potência de computação em cluster de IA geralmente atingiu 50 kW/gabinete. A temperatura operacional de um chip afeta significativamente seu desempenho, e um aumento na densidade de potência aumenta significativamente a densidade do fluxo de calor do chip, resultando em um aumento na temperatura do chip. Nos chips tradicionais, 98% do volume é usado para resfriamento e apenas 2% para cálculo e operação. No entanto, ainda é difícil resolver o atual problema de dissipação de calor. Com a melhoria contínua e rápida do desempenho do chip, o problema de dissipação de calor se tornará cada vez mais proeminente.
Na seleção de meios de resfriamento, há também uma tendência adicional de seleção de meios de resfriamento com melhor eficiência de resfriamento. De acordo com dados do CDCC, a condutividade térmica dos líquidos é 15-25 vezes maior que a do ar. Com o aumento da densidade térmica, espera-se que o resfriamento líquido substitua o resfriamento a ar para obter uma dissipação de calor mais eficiente. De acordo com o white paper da Intel "Práticas Inovadoras para Data Centers Verdes - Referência de Design de Sistema de Resfriamento Líquido de Placa Fria", os data centers que usam refrigeração a ar geralmente podem resolver o resfriamento de gabinete dentro de 12kW, com potência de gabinete superior a 15kW. Em comparação com os data centers refrigerados a ar existentes, o limite máximo da capacidade de dissipação de calor do fluxo de ar foi atingido, e a tecnologia de refrigeração líquida, como uma tecnologia com maior capacidade de dissipação de calor, pode suportar maior densidade de potência.
As atuais soluções de dissipação de calor em nível de chip incluem principalmente tecnologia de resfriamento líquido, tecnologia de dissipação de calor de armazenamento de calor de mudança de fase, tecnologia de resfriamento evaporativo, etc. A tecnologia de resfriamento líquido é uma das soluções importantes de dissipação de calor em nível de chip e espera-se que se torne a principal no futuro . Na tecnologia de resfriamento líquido, abrange placas frias, imersão, pulverização, etc. Atualmente, o desenvolvimento da placa fria e do tipo de imersão é relativamente maduro em comparação ao tipo spray.
Impulsionado pelo AIGC, o crescimento futuro dos servidores de IA continua otimista. De acordo com dados da IDC, o tamanho do mercado global de servidores de IA em 2021 foi de 15,6 bilhões de dólares americanos, e espera-se que o mercado global de servidores inteligentes de IA atinja 31,8 bilhões de dólares americanos até 2025, com um CAGR de 19,5 por cento; Em 2021, a escala do mercado de servidores de IA da China atingiu 35 bilhões de RMB, e espera-se que a escala do mercado de servidores de IA da China atinja 70,2 bilhões de RMB até 2025, com um CAGR de 19,0 por cento. Espera-se que o AIGC acelere ainda mais o crescimento dos servidores de IA.
