การระบายความร้อนด้วยของเหลวจะเป็นทางเลือกเดียวในยุค AI หรือไม่

ด้วยความนิยมของ ChatGPT คลื่นของ AIGC จึงได้จุดประกายขึ้น และผู้ผลิตในประเทศและต่างประเทศหลายรายได้ประกาศเปิดตัวโมเดล Big Prophecy ความนิยมของอุตสาหกรรม AIGC ได้ผลักดันความต้องการพลังการประมวลผลอย่างมาก ตามการคาดการณ์ ความต้องการพลังการประมวลผลจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในอนาคต และพลังการประมวลผลอัจฉริยะทั่วโลกคาดว่าจะสูงถึง 105ZFLOPS (การคำนวณจุดลอยตัว 1,021 จุดต่อวินาที) ภายในปี 2573 ซึ่งเพิ่มขึ้น 500 เท่าเมื่อเทียบกับปี 2563

ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของพลังการประมวลผล จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพของชิปอย่างมากเพื่อรองรับ ซึ่งนำมาซึ่งความท้าทายที่สำคัญอีกประการหนึ่ง นั่นคือพลังการออกแบบการระบายความร้อน (TDP) ของชิป ในปัจจุบัน การใช้พลังงานของ CPU สูงถึง 350-500W และพลังของ GPU ระดับไฮเอนด์และชิป ASIC สวิตช์สูงถึงมากกว่า 700W เมื่อพลังของชิปเพิ่มขึ้นอีกเป็นมากกว่า 700W ในอนาคต การออกแบบการระบายความร้อนของชิปจะกลายเป็นปัญหาร้ายแรง
ในปัจจุบัน วิธีการแก้ปัญหาระบายความร้อนของชิปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือการระบายความร้อนด้วยอากาศ ซึ่งหมายความว่าแผ่นระบายความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนที่ดีจะติดอยู่กับชิปที่มีการสร้างความร้อนสูงกว่า และมีพัดลมขนาดเล็กติดอยู่เหนือแผงระบายความร้อน ความร้อนบนแผงระบายความร้อนจะถูกพัดพาไปตามกระแสลมที่เกิดจากการหมุนพัดลมด้วยความเร็วสูง ด้วยพลังของชิปที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผลกระทบของการใช้แผงระบายความร้อนแบบดั้งเดิมเพื่อการกระจายความร้อนจะไม่สำคัญอีกต่อไปหลังจากใช้เกิน 300W เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวถือเป็นโซลูชั่นระบายความร้อนในอุดมคติในยุค AI

เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทตามวิธีการกระจายความร้อนที่แตกต่างกัน ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็น การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่ม และการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสเปรย์ การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสัมผัสทางอ้อม ซึ่งจะยึดแผ่นความเย็นบนวัตถุกระจายความร้อน และของเหลวจะไหลภายในแผ่นเย็นเพื่อถ่ายเทความร้อนออกจากอุปกรณ์ ทำให้เกิดการกระจายความร้อน Spray Liquid Cooling เป็นเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวที่พ่นสารหล่อเย็นลงบนพื้นผิวของอุปกรณ์ไอทีเพื่อกระจายความร้อน แต่ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนค่อนข้างต่ำ การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบสัมผัสเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสัมผัสโดยตรงซึ่งจะจุ่มอุปกรณ์ไอทีทั้งหมด เช่น เซิร์ฟเวอร์ ที่ต้องการการกระจายความร้อนลงในน้ำหล่อเย็น และระบายความร้อนด้วยการไหลเวียนของของเหลวหรือการเปลี่ยนเฟส

การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มถือเป็นเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวกระแสหลักและมีความสามารถมากที่สุดสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ในศูนย์ข้อมูลการระบายความร้อนด้วยของเหลว มีข้อดีดังต่อไปนี้: ประการแรก ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนสูง เนื่องจากการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแช่จะจุ่มอุปกรณ์ไอทีลงในสารหล่อเย็นโดยตรง ซึ่งสามารถติดต่อแหล่งความร้อนได้อย่างเต็มที่และปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนอย่างมาก ประการที่สอง ผลการลดเสียงรบกวนนั้นดี เนื่องจากอุปกรณ์ไอทีถูกแช่อยู่ในสารหล่อเย็นจนหมด ซึ่งสามารถลดเสียงรบกวนที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์ไอทีได้ ประการที่สามคือการอนุรักษ์พลังงานและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบจุ่มไม่จำเป็นต้องใช้พัดลมจำนวนมาก ซึ่งสามารถลดการใช้ไฟฟ้าและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ตามการประมาณการข้อมูลที่เกี่ยวข้อง การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดได้ 20% -30% เมื่อเปรียบเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศ

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแช่จะกลายเป็นเทคโนโลยีระบายความร้อนกระแสหลักในยุค AI ในอนาคตอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์ระบายความร้อนด้วยของเหลวในปัจจุบันยังอยู่ในขั้นเริ่มต้นของการใช้งาน แต่ด้วยการพัฒนาแอพพลิเคชั่น เช่น AI และศูนย์ข้อมูล การประยุกต์ใช้และความนิยมของเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวจะถูกเร่งให้เร็วขึ้น จากข้อมูลของสถาบันวิจัย คาดว่าขนาดตลาดของ IDC ระบายความร้อนด้วยของเหลวในจีนจะเกิน 120 พันล้านหยวนภายในปี 2568 โดยมีอัตราการเติบโตมากกว่า 30% และสัดส่วนของเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวใต้น้ำคาดว่าจะเกิน 40% ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแช่เพิ่มเติม อาจกลายเป็นทางเลือกเดียวสำหรับการระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูลในอนาคต