Greining á vökvakælingu og hitaleiðni tækni í gervigreind gagnaverum

Generative AI og ýmsar stórar gerðir færa okkur glænýja forritaupplifun og gera einnig meiri kröfur um tölvuafl. Fyrir rekstrarstjóra gagnavera, vegna verulegrar aukningar á aflþéttleika GPU netþjóna, eru meiri kröfur gerðar til kælibúnaðar og tækni gagnavera. Þess vegna, auk þess að einbeita sér að tölvuaflinu sjálfu, gefa þeir einnig meiri gaum að hinum ýmsu vandamálum sem orkunotkun og kæling gagnavera veldur.

Knúin áfram af mikilli eftirspurn eftir gervigreindartölvuafli hefur fjöldi GPU netþjóna í gagnaverum aukist verulega, sem leiðir til sífellt áberandi vandamála varðandi orkunotkun. Við vitum að hámarks heildarafl loftkældra stakra skápa í gagnaverum er 15kW. Með sama hraðauppbyggingu hefur aflvöxturinn sem GPU netþjónar fært nálgast mörk eins skáps. Hins vegar er orkunotkun GPUs enn stöðugt að aukast. Í ljósi mikillar orkunotkunar og atburðarásar með mikilli þéttleika er hefðbundin loftkæling greinilega ófær um að mæta orkunotkun og hitaleiðni. Vökvakælitækni, með ofurhári orkunýtni og ofurháum hitaþéttleika, hefur orðið nauðsynlegur kostur fyrir hitastýringarlausnir í greindar tölvumiðstöðvum.

Í hefðbundnum loftkældum gagnaverum er orkunotkun fyrir kælingu búnaðar og hitaleiðni allt að 40% og varmaleiðni skilvirkni er ekki mikil. Vegna takmarkana sinna er hefðbundin loftkæling í gagnaverum yfirleitt hönnuð með þéttleika eins skáps upp á 8-10kW. Vegna þess að hitaleiðni fljótandi kælitækni er 25 sinnum meiri en lofts og ber næstum 3000 sinnum meiri hita en sama rúmmál lofts, getur hún auðveldlega náð einum skápþéttleika yfir 30kW. Þess vegna getur það sparað mikið pláss, bætt enn frekar þéttleika skápa í einni gagnaver og bætt nýtingarhlutfall svæðis gagnaversins.
Hins vegar er nú engin sameinuð tækni og byggingarstaðall í fljótandi kæliiðnaðinum og miðað við hefðbundna loftkælda kælingu er byggingarkostnaður fljótandi kælingargagnavera enn of hár. Hröð þróun fljótandi kælingartækni og skortur á sameinuðu tækni og byggingarstaðlum hefur leitt til verulegra áskorana fyrir síðari stjórnun og viðhald.

Sem stendur eru helstu fljótandi kælitæknin meðal annars óbein fljótandi kælitækni sem táknuð er með kaldplötu fljótandi kælikerfi og beinni fljótandi kælitækni sem táknað er með vökvakælikerfi. Vegna mismunandi hitaleiðnihönnunar á milli þessara tveggja, er einnig verulegur munur á skilvirkni hitaleiðni.

Óbein hitaleiðnitækni er náð með því að snerta yfirborð örgjörva, minni, GPU, harða diska og aðra miðla eins og kalda plötur, með því að nýta kælivökvaflæði til að flytja varma burt. Til viðbótar við kalda plötur og aðra miðla, inniheldur óbein fljótandi kælitækni einnig íhluti eins og varmaskipta, leiðslur, dælur, kælivökva og stjórnkerfi. Kaldaplata fljótandi kælikerfið er orðið aðallausnin fyrir óbeina fljótandi kælitækni. Helstu kostir óbeinnar fljótandi kælingartækni eru að það þarf ekki að breyta formi núverandi netþjóna, hefur litla tæknilega hönnunarörðugleika, tiltölulega litla dreifingarerfiðleika og tiltölulega litla erfiðleika við síðari rekstur og viðhaldsstjórnun. Þar að auki, vegna notkunar á etýlen glýkól vatnslausn sem kælimiðil, er kostnaðurinn lægri.
Ókosturinn er sá að skilvirkni hitaleiðni er tiltölulega lítil og vegna mikils fjölda íhluta er bilunartíðni tiltölulega hærri. Sem stendur er kælikerfi fljótandi kæliplötunnar orðið ákjósanleg lausn fyrir flestar gagnaver.

Bein fljótandi kælitækni vísar til beina snertingar milli CPU, GPU, móðurborðs, minnis osfrv., Og kælivökva, sem rennur beint í gegnum vélbúnaðaryfirborðið til að gleypa og taka í burtu hita. Sem stendur felur bein fljótandi kælitækni í sér vökvakælikerfi í dýfingu og úðavökvakælikerfi. Það fer eftir því hvort kælimiðillinn gengst undir fasabreytingu, má skipta honum í einfasa dýfingu og fasaskiptadýfingu.
Í samanburði við óbeina hitaleiðnitækni hefur bein vökvakælitækni engan millileiðandi miðil á milli vökvans og hitagjafans og hægt er að flytja varma beint í vökvann, sem leiðir til meiri skilvirkni varmaleiðni. Hins vegar er beinni fljótandi kælingartækni erfiðara og kostnaðarsamara í notkun vegna þess að þörf er á að endurhanna og umbreyta öllu gagnaverinu. Sem stendur er bein fljótandi kælitækni aðallega notuð í aðstæðum sem krefjast mikillar hitaleiðni.

Sem stendur, eftir því sem kæliplata fljótandi kælikerfið verður þroskaðara, verður það almenna fljótandi kælitæknin sem fer fyrst inn í gagnaver. Kostnaður, rekstur og viðhald, öryggi og önnur atriði sem hafa áhrif á útbreiðslu köldu fljótandi kælingartækni verða einnig leyst með þróun tækni og stöðlun.
Með stöðugri þróun tækninnar verða dýfð fljótandi kælikerfi einnig mikið notuð í nýjum gagnaverum með mikilli þéttleika, sem bætir enn frekar skilvirkni hitaleiðni í gagnaverum og eykur verulega tölvuafl.