隨著AI算力的不斷提升,散熱風(fēng)扇技術(shù)單獨(dú)依靠自身的發(fā)展,很難完全滿(mǎn)足未來(lái)AI設(shè)備的散熱需求,但散熱技術(shù)整體在不斷進(jìn)步,液冷等新興技術(shù)正在成為主流解決方案。
風(fēng)冷技術(shù)的局限性
散熱能力不足:傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱主要依靠風(fēng)扇吹冷空氣散熱,隨著AI服務(wù)器功率密度的劇增,其效率不足的問(wèn)題愈發(fā)明顯。例如,傳統(tǒng)風(fēng)冷最高可冷卻30kW/r的機(jī)柜,對(duì)于30kW/r以上功率密度的機(jī)柜難以做到產(chǎn)熱與移熱速率匹配。
能耗和噪音問(wèn)題:風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)耗電,傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱數(shù)據(jù)中心中,冷卻系統(tǒng)電力能耗占比達(dá)40%,僅次于IT設(shè)備能耗。此外,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)4000轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)速增加對(duì)散熱改善不明顯,還會(huì)增加能耗和噪音。
散熱不均:風(fēng)冷散熱易在服務(wù)器機(jī)架和內(nèi)部產(chǎn)生局部熱點(diǎn),因缺乏合適的空氣流量控制系統(tǒng),空氣流動(dòng)不均,導(dǎo)致部分區(qū)域熱量難以散發(fā),形成局部高溫,影響服務(wù)器硬件性能。
新興散熱技術(shù)的崛起
液冷技術(shù):液冷技術(shù)憑借其高效散熱、節(jié)能等優(yōu)勢(shì),逐漸成為數(shù)據(jù)中心、AI服務(wù)器等領(lǐng)域的主流散熱方式。液冷的冷卻效率較風(fēng)冷高1000至3000倍,能夠有效解決高功率設(shè)備的散熱問(wèn)題。例如,冷板式液冷可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心在單位空間內(nèi)更多的服務(wù)器部署,提高整體使用效率。
鉆石散熱技術(shù):鉆石散熱技術(shù)可讓GPU計(jì)算能力提升三倍,溫度降低60%。鉆石基板具有超高的熱導(dǎo)性,可以大幅提升芯片散熱效果,有望在高算力時(shí)代發(fā)揮重要作用。
未來(lái)散熱技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
液冷技術(shù)的廣泛應(yīng)用:隨著AI算力需求的持續(xù)增長(zhǎng),液冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心和AI服務(wù)器領(lǐng)域的滲透率不斷提高。例如,2023年全球新建數(shù)據(jù)中心中液冷滲透率約為10%,2024年提高至20%-30%,2025年預(yù)計(jì)將進(jìn)一步提升至30%以上。
多種散熱技術(shù)的結(jié)合:未來(lái),散熱技術(shù)可能會(huì)朝著多種技術(shù)結(jié)合的方向發(fā)展,例如在某些場(chǎng)景下,液冷與風(fēng)冷結(jié)合,既能發(fā)揮液冷的高效散熱能力,又能利用風(fēng)冷的簡(jiǎn)單易用性。
綜上所述,雖然傳統(tǒng)散熱風(fēng)扇技術(shù)難以單獨(dú)滿(mǎn)足未來(lái)AI算力的散熱需求,但隨著液冷、鉆石散熱等新興技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,整體散熱技術(shù)有望跟上AI算力的增長(zhǎng)步伐。