Tā kā AI servera jaudas blīvums turpina pieaugt, tradicionālās gaisa{0}}dzesēšanas arhitektūras tuvojas termiskām robežām. Šķidruma-dzesēšanas risinājumi strauji kļūst arvien populārāki augsta-blīvuma GPU un ASIC klasteros, piedāvājot efektīvāku pieeju siltuma pārvaldībai. Šīs pārmaiņas ne tikai prasa pārveidot jaudas arhitektūru, bet arī rada jaunus izaicinājumus-un iespējas-magnētisko komponentu izstrādē. Šajā rakstā ir apskatīts, kā magnētiskajiem komponentiem ir jāattīstās, izmantojot jaunus materiālus, termiski optimizētas struktūras un ar šķidrumu{9}}saderīgu iepakojumu, lai tie atbilstu modernu šķidrumu{10}}dzesēšanas sistēmu prasībām.
Pieaugošais termiskais blīvums AI serveros padara gaisa dzesēšanu nepietiekamu
Mūsdienu mākslīgā intelekta apmācības sistēmās viena{0}servera jaudas līmenis ir pieaudzis no vairākiem simtiem vatu līdz 2–3 kW, savukārt pilnais-statīva patēriņš var sasniegt 60–100 kW. Šie palielinājumi rada daudz lielāku termisko blīvumu nekā parastā datu centra{7}}aparatūra.
Atbildot uz to, šķidruma-dzesēšanas sistēmas-aukstā-plākšņu šķidruma dzesēšana un dzesēšana ar iegremdēšanu-tiek ieviestas ar pieaugošu ātrumu, nodrošinot lielāku siltuma-plūsmas jaudu, zemāku PUE un stabilāku darbību blīvām serveru kopām.
Šī termiskās arhitektūras evolūcija liek sistēmu dizaineriem atkārtoti novērtēt visus termiski kritiskos komponentus,{0}}jo īpaši jaudas posmus un magnētiskos komponentus. Magnētisko ierīču piegādātājiem šī vide rada gan inženiertehniskas problēmas, gan ievērojamu inovāciju potenciālu.
Jauna dizaina paradigma: no "zaudējumu samazināšanas" līdz "termiskā ceļa optimizācijai un saderībai ar šķidrumu"
Šķidruma dzesēšanas{0}}arhitektūrā vairs nepietiek tikai kodola un vara zudumu samazināšana:
Termiskā{0}}ceļu inženierija kļūst par dizaina prioritāti. Magnētiskajiem serdeņiem un tinumiem jābūt strukturētiem, lai ātri virzītu siltumu uz aukstajām plāksnēm vai dzesēšanas šķidruma saskarnēm. Metodes ietver cauru-seroču atveres, iegultas vara caurules kā termiskos tiltus un sānu rievas, lai nodrošinātu siltumu vadošus silikona paliktņus ātrai siltuma pārnesei.
Priekšroka tiek dota saplacinātām un plakanām magnētiskajām struktūrām. Salīdzinot ar tradicionālajiem PQ vai EE serdeņiem, plakanās konstrukcijas piedāvā lielākus kontaktu laukumus ar aukstām plāksnēm, nodrošinot izcilu termisko savienojumu, kas ir galvenais ieguvums šķidruma-dzesēšanas sistēmās.
Materiāli un iekapsulēšana ir jāatjaunina. Standarta izolācijas laka, plastmasa un strukturālās līmes var uzbriest, noārdīties vai atslāņoties, pakļaujoties dzesēšanas šķidruma iedarbībai. Jaunās -paaudzes dizainiem ir nepieciešami pret koroziju-izturīgi materiāli un iekapsulēšanas metodes, kas optimizētas iegremdēšanai vai aukstai plākšņu videi. Daži piegādātāji pat maina graudu serdes robežas ar pret-korozijas oksīdiem, lai uzlabotu-ilgtermiņa izturību.
Īsāk sakot,magnētiskās sastāvdaļastiek pārveidotas no "elektriskajām optimizācijas ierīcēm" par -kopinženierētiem termiskiem komponentiem-, kas darbojas kopā ar dzesēšanas sistēmām, barošanas topoloģijām un servera mehāniku, lai panāktu sistēmas-līmeņa termisko līdzsvaru.
Inženiertehniskie izaicinājumi un tehniskie šķēršļi
Siltuma vadība pret EMI un izolāciju. Vara cauruļu vai termisko tiltu ieviešana paātrina siltuma pārnesi, bet arī rada EMI un izolācijas problēmas. Projektētājiem ir jāsabalansē siltumvadītspēja ar magnētisko izolāciju un EMC ierobežojumiem.
Materiāla uzticamība dzesēšanas šķidruma vidē. Serdeņiem, iekapsulantiem, izolācijas lakām un podiņu materiāliem ir jāiztur ilgstoša -dzesēšanas šķidruma iedarbība, termiskā cikliskums un iespējamā ķīmiskā mijiedarbība. Daudzi materiāli joprojām tiek kvalificēti.
Paaugstināta ražošanas sarežģītība. Saplacināti serdeņi, apertūras konstrukcijas un termiskās{1}}tiltu struktūras ievieš stingrākas procesa prasības. Materiālzinātnei, iekapsulēšanai, termiskās-saskarnes dizainam un mehāniskajai precizitātei ir izšķiroša nozīme konsekvences un uzticamības sasniegšanā.
Tikai piegādātāji, kuriem ir apvienotas zināšanas par magnētiskajiem materiāliem, siltumtehniku, šķidro{0}}iekapsulēšanu un EMC/izolācijas drošību, var nodrošināt uzticamus risinājumus ar šķidrumu{1}}dzesētām energosistēmām.
Nozares perspektīva: šķidrā{0}}dzesētā magnētika kļūs par jauno AI servera jaudas standartu
Pamatojoties uz atsauksmēm no magnētisko{0}}komponentu ražotājiem un barošanas{1}}sistēmu izstrādātājiem:
Šķidruma dzesēšanai iekļūstot mākslīgā intelekta serveros un augsta-blīvuma datu centros, jaunas paaudzes magnētiskie-planāri, termiski optimizēti, ar šķidrumu-saderīgi-strauji kļūs plaši izplatīti.
Tradicionālās dizaina filozofijas, kas koncentrējas tikai uz zudumu samazināšanu un gaisa{0}}dzesēšanas veiktspēju, tiks pakāpeniski atceltas. Nākotnes projektēšanas plūsmās kā vienota metodoloģija tiks uzsvērta termiskā ceļa, termiskā savienojuma, šķidruma savietojamība, izolācijas integritāte un EMC drošība.
Piegādātāji, kas spēj integrēt materiālus, struktūru, iepakojumu un vides kvalifikāciju vienotā dizaina stratēģijā, iegūs konkurences priekšrocības nākamajā AI servera un augstas veiktspējas jaudas platformu{0}}atjaunināšanas ciklā.
Šķidruma dzesēšana ir ne tikai izmaiņas termiskajā tehnoloģijā, bet arī būtiskas izmaiņas jaudas{0}}komponentu dizainā. Magnētiskajiem komponentiem ir jāattīstās no vienkāršām pasīvām ierīcēm līdz termiski{2}}kritiskiem elementiem, kas izstrādāti, lai nodrošinātu ātru siltuma pārnesi, ilgstošu dzesēšanas šķidruma iedarbību un augstu uzticamību.
Jaudas{0}}elektronikas ražotāju un magnētisko ierīču piegādātāju spēja līdzsvarot efektivitāti, termisko veiktspēju, uzticamību, EMC atbilstību un ražojamību noteiks to konkurētspēju strauji augošajos AI-serveru un augsta{2}}blīvuma datu-centru tirgos. Nākamās paaudzes šķidrums{5}}dzesējamajās arhitektūrās magnētiskie komponenti, kas paredzēti termiskai efektivitātei un vides noturībai, noteiks nākamo lēcienu enerģijas-sistēmu inženierijā.
