Cobre ou alumínio, que é melhor para solução de refrigeração líquida
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial, especialmente em áreas como aprendizagem profunda e modelos de linguagem em larga escala, a procura por poder computacional aumentou significativamente. Os modelos de IA atuais, como GPT{1}}o, têm dezenas ou até bilhões de parâmetros e exigem enormes recursos computacionais para treinamento. O treinamento desses modelos requer um grande número de clusters de GPU ou TPU, que geram uma quantidade significativa de calor quando executados em plena carga. Além disso, para fornecer resposta em tempo real nas aplicações, muitos sistemas de IA requerem operação contínua. Esses sistemas geralmente são implantados no data center ou em dispositivos de computação de ponta, que também enfrentam desafios de alto consumo de energia e resfriamento.
Com o avanço da tecnologia de chips e o rápido crescimento do poder de computação dos servidores, a construção de grandes data centers de alta densidade e alto consumo de energia tornou-se uma escolha necessária para equilibrar o poder da computação e as regulamentações ambientais. O sistema de refrigeração é uma das infraestruturas importantes em data centers. Na operação de data centers de alta densidade, o resfriamento de ar tradicional enfrenta problemas de dissipação insuficiente de calor e sério consumo de energia. A tecnologia de refrigeração líquida tornou-se a solução ideal para reduzir a PUE em centros de dados, com mais vantagens económicas a 15kW/gabinete e superiores.
A tecnologia de placa de resfriamento líquido é uma solução térmica que transfere indiretamente o calor dos componentes para um líquido de resfriamento fechado em uma tubulação circulante através de uma placa fria (uma cavidade fechada composta de metais de alta condutividade térmica, como cobre e alumínio) e, em seguida, usa o resfriamento líquido para tirar o calor.
A placa líquida fria é o primeiro método de resfriamento líquido adotado, com alta maturidade e preço relativamente baixo. De acordo com dados da pesquisa, a refrigeração líquida por placas frias representa 90% da participação de mercado na China. O resfriamento líquido da placa fria é obtido fixando firmemente a placa fria ao elemento de aquecimento, transferindo o calor do elemento de aquecimento para o líquido de resfriamento na placa fria. É simples, áspero, mas eficaz. Espera-se que a taxa de penetração da tecnologia de refrigeração líquida em data centers seja de cerca de 5% a 8% em 2022, com a refrigeração a ar ainda detendo mais de 90% da participação de mercado.
A condutividade térmica do cobre é de cerca de 400 W/mK, e a condutividade térmica do alumínio é de cerca de 235 W/mK. A condutividade térmica do cobre é muito superior à do alumínio. Portanto, as placas frias de cobre podem, teoricamente, transferir o calor gerado pelos servidores mais rapidamente para o refrigerante, conseguindo assim uma dissipação de calor mais eficiente. Embora a condutividade térmica do alumínio não seja tão boa quanto a do cobre, sua condutividade térmica é relativamente alta, o que é suficiente para atender às necessidades de dissipação de calor da maioria dos servidores refrigerados a líquido.
A densidade do cobre é relativamente alta, cerca de 8,96 g/cm³, o que torna a placa fria de cobre relativamente pesada. Isto pode representar alguns desafios para o projeto estrutural e instalação do servidor. O alumínio tem uma densidade menor, cerca de 2,70 g/cm³, que é muito mais leve que o cobre, portanto, as placas frias de alumínio têm uma vantagem significativa em peso. A baixa densidade do alumínio torna as placas frias de alumínio mais leves. Isto não é apenas benéfico para reduzir o peso total do servidor, mas também pode melhorar a resistência estrutural do servidor até certo ponto. Além disso, o material de alumínio é mais leve, o que é benéfico para reduzir o peso total dos servidores e reduzir os custos de transporte e instalação.
As placas frias de cobre e alumínio têm suas próprias vantagens e desvantagens no uso de servidores refrigerados a líquido. Em situações onde os requisitos térmicos são elevados e o custo não é a consideração principal, as placas frias de cobre podem ser mais adequadas; Na busca por custo-benefício e leveza, as placas frias de alumínio podem ter mais vantagens. A seleção específica precisa ser considerada de forma abrangente com base nos requisitos e limitações do cenário de aplicação específico. Se pudermos ter uma compreensão detalhada das situações específicas, como carga térmica, orçamento, restrições de peso, etc. no cenário de aplicação, isso poderá nos ajudar a fazer escolhas mais precisas.
