הטכנולוגיה והמגמות בשוק של קירור בינה מלאכותית

בשל העלייה המהירה בביקוש לכוח מחשוב בינה מלאכותית, הביצועים וצריכת החשמל של שבבי בינה מלאכותית השתפרו משמעותית בו זמנית. הגבול העליון של צריכת החשמל לקירור רמת שבב מקורר אוויר הוא בסביבות 800W, והעלות-תועלת פוחתת כאשר השבב המקורר באוויר מגיע למגבלת ההספק. דרושים פתרונות קירור חזקים ויעילים יותר כדי לשמור על פעולתו התקינה של הציוד.

אם נשאף רק לשיפור בטכנולוגיה ההנדסית של פיזור חום ונבצע כמה התאמות או אופטימיזציות קלות בתוכנית המקורית, מהירות ההתקדמות והשדרוג תהיה איטית יותר, והפער בין יכולת פיזור החום המסופקת לבין הדרישה לביצועים גבוהים. כוח מחשוב גבוה יהפוך לגדול יותר ויותר. רק באמצעות כמה טכנולוגיות קירור יצירתיות ומשבשות, נוכל להשיג בסיס קנה מידה או שיפור קיבולת פי כמה, ולפתור את בעיית הפער ההולך ומתרחב בין ההיצע והביקוש לקירור ביצועי השבבים העומדים בפני טכנולוגיות מסורתיות.

במונחים של טכנולוגיית קירור, מודול פיזור החום הנוכחי מורכב בעיקר מטכנולוגיה תרמית היברידית אקטיבית ופסיבית. נכון לעכשיו, המודולים התרמיים מחולקים לקירור אוויר ולקירור נוזלי:
קירור אוויר הוא תהליך של שימוש באוויר כמדיום לפיזור חום דרך חומרי ביניים כגון חומרי ממשק חום, גופי קירור (VC) או צינורות חום, באמצעות הסעה בין גוף הקירור או המאוורר לאוויר.
פיזור חום קירור נוזלי מושג באמצעות, או פיזור חום טבילה, בעיקר באמצעות הסעה עם חום נוזלי לקירור השבב. עם זאת, ככל שייצור החום ונפח השבב גדלים ויורדים, צריכת החשמל בתכנון התרמי (TDP) של השבב עולה, ופיזור החום בקירור האוויר הופך בהדרגה לבלתי מספיק לשימוש.

וישנם 2 פתרונות תרמיים עיקריים של קירור נוזלי בשוק התרמי כיום, פתרון הקירור הנוזלי המיינסטרים הראשון הוא באמצעות זרימת מים, אשר חודרת לגוף דרך משאבות וצינורות כדי להסיר אנרגיית חום. סוג נוסף הוא טכנולוגיית טבילה, המציבה מקור חום (כגון שבב) בנוזל לא מוליך כדי להסיר אנרגיית חום. לכן, על מנת לשפר את צפיפות ההספק של ארון בודד, נעשה שימוש נרחב בפתרונות קירור נוזליים במרכזי נתונים בשנים האחרונות. ניתן לחלק אותו באופן גס לשני נתיבים טכניים: Cold Plate ו-Immersion.
הראשון מעביר בעקיפין את החום של מכשיר החימום לנוזל הקירור הסגור בצינור המסתובב דרך צלחת קרה; זה האחרון מציב ישירות את מכשיר החימום ואת המעגל בכללותו בנוזל. בהשוואה למדיום אוויר, לנוזל מוליכות תרמית גבוהה יותר, קיבולת חום סגולית גדולה יותר ויכולת ספיגת חום חזקה יותר. בנוסף, לקירור הנוזל יש גם יתרונות משמעותיים בהפעלה עלויות.

בשל הגידול המהיר בביקוש לכוח מחשוב בינה מלאכותית, שיפור ההספק של מעבדים/GPU קשורים מראה מגמה מואצת. פיזור חום, תעשייה שלא זכתה בעבר לתשומת לב רבה, הופכת חשובה יותר בשל הגידול הנפיץ בנתונים ובמחשוב שהביאה הבינה המלאכותית. קצב החדירה של קירור נוזלי יטפס מפחות מ-10% כיום ל-20% עד 2025.