Bakar ili aluminij, što je bolje za rješenje tekućeg hlađenja
S brzim razvojem tehnologije umjetne inteligencije, posebno u područjima kao što su dubinsko učenje i modeli velikih jezika, potražnja za računalnom snagom značajno je porasla. Današnji AI modeli, kao što je GPT-4o, imaju desetke ili čak milijarde parametara i zahtijevaju ogromne računalne resurse za obuku. Osposobljavanje ovih modela zahtijeva veliki broj GPU ili TPU klastera, koji stvaraju značajnu količinu topline kada rade pod punim opterećenjem. Osim toga, kako bi se pružio odgovor u stvarnom vremenu u aplikacijama, mnogi AI sustavi zahtijevaju kontinuirani rad. Ovi se sustavi obično postavljaju u podatkovne centre ili rubne računalne uređaje, koji se također suočavaju s velikom potrošnjom energije i izazovima hlađenja.
S napretkom tehnologije čipova i brzim rastom računalne snage poslužitelja, izgradnja velikih podatkovnih centara visoke gustoće i visoke potrošnje energije postala je nužan izbor za balansiranje računalne snage i ekoloških propisa. Rashladni sustav jedna je od važnih infrastruktura u podatkovnim centrima. U radu podatkovnog centra velike gustoće, tradicionalno hlađenje zrakom suočava se s problemima nedovoljne disipacije topline i ozbiljne potrošnje energije. Tehnologija hlađenja tekućinom postala je optimalno rješenje za smanjenje PUE u podatkovnim centrima, s više ekonomskih prednosti na 15kW/kabinetu i više.
Tehnologija tekuće rashladne ploče toplinsko je rješenje koje neizravno prenosi toplinu komponenti na rashladnu tekućinu zatvorenu u cirkulirajućem cjevovodu kroz hladnu ploču (zatvorena šupljina sastavljena od metala visoke toplinske vodljivosti kao što su bakar i aluminij), a zatim koristi hlađenje tekućina za odvođenje topline.
Liquid Cold plate je najranije usvojena metoda tekućeg hlađenja, visoke zrelosti i relativno niske cijene. Prema podacima istraživanja, tekuće hlađenje s hladnom pločom čini 90% tržišnog udjela u Kini. Hlađenje tekućinom hladne ploče postiže se čvrstim pričvršćivanjem hladne ploče na grijaći element, prenoseći toplinu s grijaćeg elementa na rashladnu tekućinu u hladnoj ploči. Jednostavan je, grub, ali učinkovit. Očekuje se da će stopa prodora tehnologije tekućeg hlađenja u podatkovnim centrima biti oko 5% do 8% u 2022. godini, pri čemu će zračno hlađenje i dalje držati preko 90% tržišnog udjela.
Toplinska vodljivost bakra je oko 400 W/mK, a toplinska vodljivost aluminija je oko 235 W/mK. Toplinska vodljivost bakra mnogo je veća nego kod aluminija. Stoga bakrene ploče za hlađenje teoretski mogu brže prenijeti toplinu koju generiraju poslužitelji na rashladnu tekućinu, čime se postiže učinkovitija disipacija topline. Iako toplinska vodljivost aluminija nije tako dobra kao bakar, njegova toplinska vodljivost je relativno visoka, što je dovoljno da zadovolji potrebe za rasipanjem topline većine poslužitelja s tekućim hlađenjem.
Gustoća bakra je relativno visoka, oko 8,96 g/cm³, što čini bakrenu hladnu ploču relativno teškom. To može predstavljati određene izazove strukturnom dizajnu i instalaciji poslužitelja. Aluminij ima nižu gustoću od oko 2,70 g/cm³, što je puno lakše od bakra, tako da aluminijske ploče za hladno hlađenje imaju značajnu prednost u težini. Niska gustoća aluminija čini aluminijske hladne ploče lakšim. Ovo nije samo korisno za smanjenje ukupne težine poslužitelja, već može u određenoj mjeri poboljšati strukturnu snagu poslužitelja. Osim toga, aluminijski materijal je lakši, što je korisno za smanjenje ukupne težine poslužitelja i smanjenje troškova transporta i instalacije.
Bakrene i aluminijske hladne ploče imaju svoje prednosti i nedostatke u korištenju poslužitelja hlađenih tekućinom. U situacijama kada su toplinski zahtjevi visoki, a cijena nije glavna stvar, bakrene ploče za hlađenje mogu biti prikladnije; U potrazi za ekonomičnošću i malom težinom, aluminijske ploče za hlađenje mogu imati više prednosti. Specifični odabir treba sveobuhvatno razmotriti na temelju zahtjeva i ograničenja specifičnog scenarija primjene. Ako možemo imati detaljno razumijevanje specifičnih situacija kao što su toplinsko opterećenje, proračun, ograničenja težine itd. u scenariju primjene, to nam može pomoći da donesemo točnije odluke.
