ฮีทซิงค์ของ Thermosyphon ทำงานอย่างไร

ด้วยการพัฒนาการเรียนรู้เชิงลึก การจำลอง การออกแบบ BIM และแอปพลิเคชัน AEC ในทุกช่วงชีวิต ด้วยการสนับสนุนเทคโนโลยี AI และเทคโนโลยี GPU เสมือนจริง จึงจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์พลังการประมวลผล GPU ที่ทรงพลัง ทั้งเซิร์ฟเวอร์ GPU และเวิร์กสเตชัน GPU มักจะถูกย่อส่วน โมดูลาร์ และบูรณาการสูง ความหนาแน่นฟลักซ์ความร้อนมักจะสูงถึง 7-10 เท่าของอุปกรณ์เซิร์ฟเวอร์ GPU ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม

เนื่องจากแผนการติดตั้งโมดูลแบบรวมศูนย์ มีกราฟิกการ์ด NVIDIA GPU จำนวนมากที่มีการสร้างความร้อนสูง ดังนั้นปัญหาการกระจายความร้อนจึงมีความสำคัญมาก ในอดีต การออกแบบระบายความร้อนที่ใช้กันทั่วไปไม่สามารถตอบสนองความต้องการใช้งานของระบบใหม่ได้ เซิร์ฟเวอร์ GPU ที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบดั้งเดิมหรือเซิร์ฟเวอร์ GPU ที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวจะแยกออกจากพรของพัดลมไม่ได้ เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยเทอร์โมไซฟอนค่อยๆ ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกระจายความร้อนของเซิร์ฟเวอร์

ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบเทอร์โมไซฟอนในตลาดส่วนใหญ่ใช้หม้อน้ำแบบคอลัมน์หรือแบบแผ่นเป็นตัวเครื่อง เจาะท่อสื่อความร้อนที่ด้านล่างของหม้อน้ำ ฉีดสารทำความเย็นเข้าไปในเปลือก และสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นสุญญากาศ นี่คือท่อความร้อนแรงโน้มถ่วงอุณหภูมิปกติ

ขั้นตอนการทำงานมีดังนี้: ที่ด้านล่างของหม้อน้ำ ระบบทำความร้อนจะทำความร้อนให้กับตัวกลางทำงานในเปลือกผ่านท่อตัวกลางความร้อน ภายในช่วงอุณหภูมิการทำงาน สื่อการทำงานจะเดือด ไอน้ำจะลอยขึ้นที่ส่วนบนของหม้อน้ำเพื่อควบแน่นและปล่อยความร้อน คอนเดนเสทจะไหลกลับไปที่ส่วนทำความร้อนตามผนังด้านในของหม้อน้ำ และถูกทำให้ร้อนและระเหยอีกครั้ง ความร้อนถูกถ่ายโอนจากแหล่งความร้อนไปยังฮีตซิงก์ผ่านการเปลี่ยนเฟสหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องของตัวกลางการทำงานเพื่อให้ได้ความร้อนตามวัตถุประสงค์ของการทำความร้อน

ตั้งแต่ฮีตซิงก์อะลูมิเนียมอัดขึ้นรูปดั้งเดิมไปจนถึงฮีตซิงก์ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบใหม่ ยังคงเป็นทางเลือกที่ดีในการใช้ครีบ Moer เพื่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีขึ้น คุณอาจคิดว่าเนื่องจากตีนกบขนาดเล็กบางอันใช้งานง่ายมาก จะดีกว่าไหมหากใช้ตีนกบจำนวนมากขึ้นๆ อย่างไรก็ตาม ยิ่งครีบอยู่ห่างจากแหล่งความร้อนมากเท่าไร อุณหภูมิของครีบก็จะยิ่งต่ำลง ซึ่งหมายถึงผลการระบายความร้อนที่จำกัด เมื่ออุณหภูมิลดลงเท่ากับอุณหภูมิของอากาศโดยรอบ ไม่ว่าจะทำครีบนานแค่ไหน การถ่ายเทความร้อนจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

การกระจายความร้อนแบบเทอร์โมไซฟอนใช้แกนท่อเพื่อนำของเหลวกลับไปยังจุดสิ้นสุดการระเหย ซึ่งแตกต่างจากท่อความร้อน แต่ใช้เพียงแรงโน้มถ่วงและการออกแบบอันชาญฉลาดเพื่อสร้างวงจร ซึ่งใช้กระบวนการระเหยของของเหลวเป็นปั๊มน้ำ นี่ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่และพบได้ทั่วไปในงานอุตสาหกรรมที่มีการปลดปล่อยความร้อนสูง

โดยทั่วไป สารทำความเย็นภายใน GPU จะเดือด ไหลขึ้นไปยังส่วนควบแน่น เปลี่ยนกลับเป็นของเหลวและกลับสู่ส่วนท้ายที่ระเหย ในทางทฤษฎีมีข้อดีสองประการ:

1. หลีกเลี่ยงการทำให้ท่อความร้อนแห้งและสามารถใช้สำหรับการโอเวอร์คล็อกและชิปประสิทธิภาพสูงพิเศษ

2. เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊มน้ำ ความน่าเชื่อถือจึงดีกว่าการระบายความร้อนด้วยของเหลวในตัวแบบดั้งเดิม

จุดที่สำคัญที่สุดของการระบายความร้อนด้วยเทอร์โมไซฟอนในตอนนี้คือความหนาของมันจะลดลงจาก 103 มม. แบบดั้งเดิมเหลือเพียง 30 มม. (น้อยกว่าหนึ่งในสาม) รูปร่างค่อนข้างเล็กและจะไม่ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานเสียหาย เพื่ออำนวยความสะดวกในการประมวลผลผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้วัสดุอลูมิเนียมในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังใช้ทองแดง และอุณหภูมิอาจลดลงอีก 5-10 องศา มีไว้สำหรับเซิร์ฟเวอร์ GPU ที่มีความสามารถในการทำความร้อนสูงเท่านั้น ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้น โซลูชันระบายความร้อนแบบเทอร์โมไซฟอนจะถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันอื่นๆ มากขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคต