Современные ИИ‑ускорители и плотные серверные узлы выходят на уровни мощности, недоступные для классического воздушного охлаждения. Отдельный чип может рассеивать свыше 1000 Вт, а одна стойка — более 100 кВт тепла. Вентиляторами и воздуховодами такое количество тепла эффективно убрать уже невозможно.
Решением становится однофазное прямое жидкостное охлаждение (single‑phase direct liquid cooling, DLC). Суть в том, что через холодные пластины (coldplate), установленные непосредственно на самые горячие компоненты — CPU, GPU, ИИ‑модули — прокачивается вода или водно‑гликолевый теплоноситель. Жидкость отбирает тепло от корпуса кристалла и по замкнутому контуру уходит в coolant distribution unit (CDU), где тепло передаётся во вторичный контур или систему охлаждения объекта.
Почему однофазное DLC так эффективно
По сравнению с воздухом жидкость:
- запасает гораздо больше тепла на единицу объёма;
- быстрее транспортирует тепло;
- позволяет удерживать температуру при значительно большей мощности.
Это даёт возможность:
- повышать TDP чипов;
- увеличивать плотность монтажа в стойке;
- получать больше вычислительной мощности на квадратный метр дата‑центра.
Сравнение с двухфазным и иммерсионным охлаждением
В статье также рассматриваются двухфазное охлаждение (кипение, смена фазы) и иммерсионное охлаждение (погружение плат в диэлектрическую жидкость). Они способны отводить ещё более высокие тепловые потоки, но требуют сложной инфраструктуры, специальных жидкостей и усложняют обслуживание.
Однофазное прямое жидкостное охлаждение занимает промежуточную позицию: использует относительно простые водные теплоносители, хорошо интегрируется с существующими стойками и серверами и уже считается проверенным решением на ближайшее десятилетие роста мощности процессоров и плотности стоек в центрах обработки данных и ИИ‑кластеров.
Источник: IEEE Spectrum
