נחושת או אלומיניום, שעדיף לתמיסת קירור נוזלית
עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית הבינה המלאכותית, במיוחד בתחומים כמו למידה עמוקה ומודלים של שפות בקנה מידה גדול, הדרישה לכוח מחשוב גדלה משמעותית. למודלים של AI של היום, כגון GPT-4o, יש עשרות ואפילו מיליארדי פרמטרים ודורשים משאבי מחשוב אדירים להדרכה. אימון דגמים אלו דורש מספר רב של אשכולות GPU או TPU, אשר מייצרים כמות משמעותית של חום בעת ריצה בעומס מלא. בנוסף, על מנת לספק מענה בזמן אמת ביישומים, מערכות AI רבות דורשות פעולה רציפה. מערכות אלו נפרסות בדרך כלל במרכזי הנתונים או בהתקני מחשוב הקצה, שגם הם מתמודדים עם אתגרי צריכת חשמל וקירור גבוהים.
עם התקדמות טכנולוגיית השבבים והצמיחה המהירה של כוח המחשוב של השרתים, בניית מרכזי נתונים גדולים בצפיפות גבוהה וצריכת אנרגיה גבוהה הפכה לבחירה הכרחית לאיזון בין כוח מחשוב לבין תקנות סביבתיות. מערכת הקירור היא אחת התשתיות החשובות במרכזי הנתונים. בהפעלת מרכז נתונים בצפיפות גבוהה, קירור אוויר מסורתי מתמודד עם בעיות של פיזור חום לא מספיק וצריכת אנרגיה רצינית. טכנולוגיית קירור נוזלים הפכה לפתרון האופטימלי להפחתת PUE במרכזי נתונים, עם יתרונות כלכליים יותר ב-15kW/ארון ומעלה.
טכנולוגיית לוחות קירור נוזלים היא פתרון תרמי המעביר בעקיפין את החום של רכיבים לנוזל קירור סגור בצינור במחזור דרך לוחית קרה (חלל סגור המורכב ממתכות מוליכות תרמית גבוהה כמו נחושת ואלומיניום), ולאחר מכן משתמש בקירור. נוזל כדי להסיר את החום.
Liquid Cold plate היא שיטת הקירור הנוזל המוקדם ביותר שאומצה, עם בגרות גבוהה ומחיר נמוך יחסית. על פי נתוני מחקר, קירור נוזלי פלטה קרה מהווה 90% מנתח השוק בסין. קירור נוזלי צלחת קרה מושגת על ידי קיבוע הדוק של הצלחת הקרה לגוף החימום, העברת החום מגוף החימום לנוזל הקירור בצלחת הקרה. זה פשוט, מחוספס, אבל יעיל. קצב החדירה של טכנולוגיית קירור נוזלי במרכזי נתונים צפוי להיות סביב 5% עד 8% בשנת 2022, כאשר קירור האוויר עדיין מחזיק למעלה מ-90% מנתח השוק.
המוליכות התרמית של נחושת היא כ-400 W/mK, והמוליכות התרמית של אלומיניום היא כ-235 W/mK. המוליכות התרמית של נחושת גבוהה בהרבה מזו של אלומיניום. לכן, לוחות נחושת קרים יכולים באופן תיאורטי להעביר את החום שנוצר על ידי שרתים במהירות רבה יותר לנוזל הקירור, ובכך להשיג פיזור חום יעיל יותר. למרות שהמוליכות התרמית של האלומיניום אינה טובה כמו נחושת, המוליכות התרמית שלו גבוהה יחסית, וזה מספיק כדי לענות על צורכי פיזור החום של רוב השרתים המקוררים בנוזל.
צפיפות הנחושת גבוהה יחסית, כ-8.96 גרם/ס"מ ³, מה שהופך את הצלחת הקרה הנחושת לכבדה יחסית. זה עשוי להציב אתגרים מסוימים לתכנון המבני וההתקנה של השרת. לאלומיניום יש צפיפות נמוכה יותר של כ-2.70 גרם/ס"מ ³, שהוא הרבה יותר קל מנחושת, ולכן לצלחות קרות אלומיניום יש יתרון משמעותי במשקל. הצפיפות הנמוכה של האלומיניום הופכת את צלחות האלומיניום הקרות לקלות יותר. זה לא רק מועיל להפחתת המשקל הכולל של השרת, אלא עשוי גם לשפר את החוזק המבני של השרת במידה מסוימת. בנוסף, חומר האלומיניום קל יותר, מה שמועיל להפחתת המשקל הכולל של השרתים ולהורדת עלויות ההובלה וההתקנה.
לצלחות קרות נחושת ואלומיניום יש יתרונות וחסרונות משלהם בשימוש בשרתים מקוררים בנוזל. במצבים בהם הדרישות התרמיות גבוהות והעלות אינה השיקול העיקרי, צלחות קרות נחושת עשויות להתאים יותר; במרדף אחר עלות-תועלת וקל משקל, לצלחות קרות אלומיניום עשויות להיות יתרונות נוספים. יש לשקול באופן מקיף את הבחירה הספציפית בהתבסס על הדרישות והמגבלות של תרחיש היישום הספציפי. אם נוכל לקבל הבנה מפורטת של המצבים הספציפיים כגון עומס חום, תקציב, הגבלות משקל וכו' בתרחיש היישום, זה יכול לעזור לנו לעשות בחירות מדויקות יותר.
