ในยุค AI การระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นวิธีเดียวที่จะกระจายความร้อนได้

ตามการคาดการณ์ ความต้องการพลังการประมวลผลในอนาคตจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และพลังการประมวลผลอัจฉริยะทั่วโลกคาดว่าจะสูงถึง 105ZFLOPS ภายในปี 2573 ซึ่งเพิ่มขึ้น 500 เท่าเมื่อเทียบกับปี 2563 ตามข้อมูลของ IDC ขนาดของพลังการประมวลผลอัจฉริยะของจีนสูงถึง 268.0EFLOPS (การดำเนินการจุดลอยตัว 1,018 จุดต่อวินาที) ในปี 2565 และคาดว่าขนาดของพลังการประมวลผลอัจฉริยะจะเข้าสู่ระดับ ZFLOPS ภายในปี 2569 โดยแตะที่ 1,271.4EFLOPS

ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของพลังการประมวลผล จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพของชิปอย่างมากเพื่อรองรับ ซึ่งนำมาซึ่งความท้าทายที่สำคัญอีกประการหนึ่ง กล่าวคือ การใช้พลังงานการออกแบบเชิงความร้อน (TDP) ของชิป ในปัจจุบัน การใช้พลังงานของ CPU สูงถึง 350-500W ในขณะที่พลังของ GPU ระดับไฮเอนด์และชิป ASIC สวิตช์สูงถึงมากกว่า 700W เมื่อพลังของชิปเพิ่มขึ้นอีกเป็นมากกว่า 700W ในอนาคต การออกแบบการกระจายความร้อนของชิปจะกลายเป็นปัญหาร้ายแรง

ปัจจุบันวิธีการระบายความร้อนชิปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือการระบายความร้อนด้วยอากาศ ซึ่งหมายความว่าแผ่นระบายความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนที่ดีจะติดอยู่กับชิปที่มีการสร้างความร้อนสูง และมีพัดลมขนาดเล็กติดอยู่เหนือแผงระบายความร้อน การไหลเวียนของอากาศที่เกิดจากการหมุนพัดลมด้วยความเร็วสูงจะช่วยระบายความร้อนบนแผงระบายความร้อนออกไป ด้วยการปรับปรุงกำลังของชิปอย่างต่อเนื่อง หลังจากใช้ไฟเกิน 300W ผลกระทบของการใช้แผงระบายความร้อนแบบดั้งเดิมในการกระจายความร้อนจึงไม่ชัดเจนอีกต่อไป เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวถือเป็นโซลูชั่นระบายความร้อนในอุดมคติในยุค AI

เทคโนโลยีการทำความเย็นด้วยของเหลวสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทตามวิธีการทำความเย็นที่แตกต่างกัน ได้แก่ การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบจุ่ม และการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบสเปรย์ การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสัมผัสทางอ้อม ซึ่งจะยึดแผ่นความเย็นบนแหล่งความร้อน และของเหลวจะไหลภายในแผ่นความเย็นเพื่อถ่ายเทความร้อนออกจากอุปกรณ์ ทำให้เกิดการกระจายความร้อน Spray Liquid Cooling เป็นเทคโนโลยีกระจายความร้อนโดยการพ่นสารหล่อเย็นลงบนพื้นผิวของอุปกรณ์ไอที โดยมีประสิทธิภาพการกระจายความร้อนค่อนข้างต่ำ

การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มถือเป็นเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวกระแสหลักและมีความสามารถมากที่สุดสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ในศูนย์ข้อมูลที่ระบายความร้อนด้วยของเหลว มีข้อดีดังต่อไปนี้: ประการแรก มีประสิทธิภาพ thrmal สูง เนื่องจากการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบจุ่มจะจุ่มอุปกรณ์ไอทีลงในสารหล่อเย็นโดยตรง ทำให้สามารถสัมผัสกับแหล่งความร้อนได้อย่างครอบคลุม ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็นได้อย่างมาก ประการที่สอง ผลการลดเสียงรบกวนนั้นดี เนื่องจากอุปกรณ์ไอทีถูกแช่อยู่ในสารหล่อเย็นจนหมด ซึ่งสามารถลดเสียงรบกวนที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์ไอทีได้ ประการที่สามคือการอนุรักษ์พลังงานและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มไม่จำเป็นต้องใช้พัดลมจำนวนมาก ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ตามการประมาณการข้อมูลที่เกี่ยวข้อง เมื่อเปรียบเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศ การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถประหยัดไฟฟ้าได้ 20% -30% ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมด

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแช่จะกลายเป็นเทคโนโลยีระบายความร้อนกระแสหลักในยุค AI ในอนาคตอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์ระบายความร้อนด้วยของเหลวในปัจจุบันยังอยู่ในขั้นตอนการใช้งานที่ค่อนข้างเบื้องต้น แต่ด้วยการพัฒนา AI ศูนย์ข้อมูล และแอปพลิเคชันอื่น ๆ การประยุกต์ใช้และความนิยมของเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวจะถูกเร่งให้เร็วขึ้น ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแช่เพิ่มเติม อาจกลายเป็นตัวเลือก 'เดียว' สำหรับการระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูลในอนาคต