Thermosyphon tehnologija odvođenja topline u GPU
vvvS razvojem dubinskog učenja, simulacije, BIM dizajna i AEC industrijskih aplikacija u raznim industrijama, pod blagoslovom AI tehnologije virtualne GPU tehnologije, potrebna je moćna analiza GPU računalne snage. I GPU poslužitelji i GPU radne stanice imaju tendenciju da budu minijaturizirani, modularizirani i visoko integrirani. Gustoća protoka topline često doseže 7-10 puta veću od tradicionalne GPU poslužiteljske opreme sa zračnim hlađenjem. Zbog centralizirane ugradnje modula, postoji velik broj NVIDIA GPU grafičkih kartica s velikom količinom topline, pa je problem odvođenja topline vrlo izražen. U prošlosti, uobičajeno korištena tehnologija projektiranja rasipanja topline više ne može zadovoljiti zahtjeve novih sustava. Tradicionalni vodeno hlađeni GPU poslužitelji ili tekućinom hlađeni GPU poslužitelji ne mogu se odvojiti od podrške ventilatora. Danas ćemo analizirati termosifonsku tehnologiju odvođenja topline.
Trenutačno, termosifonska tehnologija odvođenja topline na tržištu uglavnom koristi radijator u stupcu ili ploči kao tijelo, cijev za toplinski medij umetnuta je u dno radijatora, radna tekućina se ubrizgava u ljusku i uspostavlja se vakuumsko okruženje . Ovo je normalna temperaturna gravitacijska toplinska cijev. Proces rada je sljedeći: Na dnu radijatora, sustav grijanja zagrijava radni fluid u ljusci kroz cijev toplinskog medija. Unutar područja radne temperature radni fluid vrije, a para se diže u gornji dio radijatora radi kondenzacije i oslobađanja topline, a kondenzat teče duž unutarnje stijenke radijatora. Povratni tok u odjeljak za grijanje se zagrijava i ponovno isparava, a toplina se prenosi od izvora topline do hladnjaka kroz kontinuiranu promjenu faze ciklusa radnog fluida kako bi se postigla svrha grijanja i grijanja.
Primjena termosifonske disipacije topline na GPU radnim stanicama:
Kako se svaka generacija CPU hladnjaka pomiče korak po korak do granice suvremenih teoretskih performansi. Od najprimitivnijeg aluminijskog hladnjaka do danas, to je dobar izbor. Možda mislite, budući da su neke male peraje tako jednostavne za korištenje, je li bolje koristiti više i veće peraje? Međutim, rezultat nije takav. Što su peraje dalje od izvora topline, to je niža temperatura peraja. Kada temperatura padne na temperaturu okolnog zraka, bez obzira na dužinu izrade peraja, prijenos topline se neće nastaviti povećavati.
Kada potrošnja moderne GPU računalne energije uđe u raspon od 75 do 350 vata ili čak i više, inženjeri toplinskog dizajna okreću se razvoju novih metoda rasipanja topline. Sama toplinska cijev ne povećava kapacitet rasipanja topline radijatora. Njegova je funkcija istovremeno korištenje toplinske kondukcije i toplinske konvekcije kako bi se postigla mnogo veća učinkovitost prijenosa topline od samog metala.
Već 1937. godine pojavila se termosifonska tehnologija. Tijekom normalnog rada, tekućina unutar toplinske cijevi bi prokuhala, a para bi došla do kraja kondenzacije kroz parnu komoru, a zatim bi se para vratila u tekućinu i potom vratila u izvor topline kroz jezgru cijevi. Jezgra cijevi obično je u sinteriranom metalu. Međutim, ako toplinska cijev apsorbira previše topline, doći će do fenomena "sušenja toplinske cijevi". Tekućina ne samo da postaje para u parnoj komori, već također postaje para u jezgri cijevi, što je sprječava da se vrati u tekućinu da bi se vratila na izvor topline, što uvelike povećava toplinski otpor toplinske cijevi.
Sada dolazi naš vrhunac - termosifon. Termosifonska disipacija topline nije poput toplinske cijevi, koja koristi jezgru cijevi za vraćanje tekućine natrag na kraj isparavanja, već samo koristi gravitaciju, zajedno s nekim genijalnim dizajnom za stvaranje cirkulacije, i koristi proces isparavanja tekućine kao pumpu za vodu . Ovo nije nova tehnologija, vrlo je česta u industrijskim primjenama s velikim oslobađanjem topline.
Općenito govoreći, rashladno sredstvo unutar GPU-a će prokuhati, teći prema gore u kondenzacijsku stranu unutra, promijeniti se natrag u tekućinu i vratiti se na stranu isparavanja. U teoriji postoje dvije glavne prednosti:
1. Izbjegavajte isušivanje toplinskih cijevi i može se koristiti za overklokiranje čipova ultra visokih performansi
2. Budući da nema potrebe za vodenom pumpom, pouzdanost je bolja od tradicionalnog integriranog vodenog hlađenja
Najvažnija točka odvođenja topline termosifona je ta da će njegova debljina biti smanjena s tradicionalnih 103 mm na samo 30 mm (svedena na manje od jedne trećine), a oblik je relativno malen i neće ugroziti performanse. Kako bi se olakšala obrada termosifonske opreme za raspršivanje topline, većina proizvođača trenutno koristi aluminijske materijale. Bakar se također koristi, a temperatura se može sniziti za 5-10 stupnjeva, samo za GPU poslužitelje koji generiraju više topline.
