Kadangi AI serverio galios tankis ir toliau didėja, tradicinės oro aušinimo{0}}architektūros artėja prie savo šiluminių ribų. Skysčio-aušinimo sprendimai sparčiai populiarėja didelio-tankio GPU ir ASIC klasteriuose, siūlydami efektyvesnį šilumos valdymo metodą. Dėl šio pokyčio ne tik reikia perdaryti galios architektūrą, bet ir atsiranda naujų iššūkių-ir galimybių-magnetinių komponentų kūrimui. Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip magnetiniai komponentai turi vystytis naudojant naujas medžiagas, termiškai optimizuotas struktūras ir su skysčiu{9}}suderančias pakuotes, kad atitiktų pažangių skysčiu{10}}aušinamų sistemų poreikius.
Dėl didėjančio terminio tankio AI serveriuose oro aušinimo nepakanka
Šiuolaikinėse AI mokymo sistemose vieno{0}}serverio galios lygis išaugo nuo kelių šimtų vatų iki 2–3 kW, o visos stovo sąnaudos gali siekti 60–100 kW. Dėl šių padidėjimų šiluminis tankis yra daug didesnis nei naudojant įprastą{7}}duomenų centro aparatinę įrangą.
Kaip atsakas, skysčių -aušinimo sistemos-šalto{2}}lėkštinio aušinimo skysčiu ir aušinimo panardinimu- diegiamos vis didesniu greičiu, užtikrinančios didesnį šilumos-srauto pajėgumą, mažesnį PUE ir stabilesnį tankių serverių grupių veikimą.
Ši šiluminės architektūros raida verčia sistemų projektuotojus iš naujo įvertinti visus termiškai svarbius komponentus,{0}}ypač galios ir magnetinius komponentus. Magnetų tiekėjams ši aplinka kelia ir inžinerinių iššūkių, ir didelį inovacijų potencialą.
Nauja dizaino paradigma: nuo „nuostolių mažinimo“ iki „šiluminio kelio optimizavimo + skysčių suderinamumo“
Skysčiu{0}}aušinamoje architektūroje tiesiog sumažinti šerdies ir vario nuostolius nebepakanka:
Šiluminės{0}}takų inžinerijos tampa projektavimo prioritetu. Magnetinės šerdys ir apvijos turi būti sukonstruotos taip, kad greitai nukreiptų šilumą link šaltų plokščių arba aušinimo skysčio sąsajų. Metodai apima per-šerdies angas, įterptus varinius vamzdelius kaip šiluminius tiltelius ir šoninių sienelių griovelius, kad tilptų šilumai laidžios silikoninės pagalvėlės, užtikrinančios greitą šilumos perdavimą.
Pirmenybė teikiama plokščioms ir plokščioms magnetinėms struktūroms. Palyginti su tradicinėmis PQ arba EE šerdimis, plokštuminės konstrukcijos siūlo didesnius kontaktinius plotus su šaltomis plokštėmis, todėl puiki šiluminė jungtis-su pagrindiniu pranašumu skysčiu-aušinamose sistemose.
Medžiagas ir kapsuliavimą reikia atnaujinti. Standartiniai izoliaciniai lakai, plastikai ir konstrukciniai klijai gali išsipūsti, suirti arba sluoksniuotis, kai yra veikiami aušinimo skysčio. Naujos-kartos konstrukcijoms reikalingos korozijai-atsparios medžiagos ir kapsuliavimo metodai, optimizuoti panardinimui ar šaltai{4}}plokštei. Kai kurie tiekėjai netgi modifikuoja pagrindinių grūdelių ribas naudodami antikorozinius oksidus, kad padidintų ilgalaikį-patvarumą.
Trumpai tariant,magnetiniai komponentaiiš „elektrinių optimizavimo įrenginių“ vystosi į bendrai suprojektuotus -šiluminius komponentus-, veikiančius kartu su aušinimo sistemomis, maitinimo topologijomis ir serverio mechanika, kad būtų pasiektas sistemos-lygio šilumos balansas.
Inžineriniai iššūkiai ir techninės kliūtys
Šilumos valdymas prieš EMI ir izoliaciją. Varinių vamzdžių arba šiluminių tiltelių įdiegimas pagreitina šilumos perdavimą, bet taip pat sukuria EMI ir izoliacijos iššūkius. Projektuotojai turi suderinti šilumos laidumą su magnetine izoliacija ir EMC apribojimais.
Medžiagų patikimumas aušinimo skysčio aplinkoje. Šerdys, inkapsuliatoriai, izoliacinis lakas ir vazono medžiagos turi atlaikyti ilgalaikį aušinimo skysčio poveikį, terminį ciklą ir galimą cheminę sąveiką. Daugelis medžiagų vis dar yra pratęstos kvalifikacijos.
Padidėjęs gamybos sudėtingumas. Suplotos šerdys, angų dizainas ir šiluminio tilto{1}} struktūros nustato griežtesnius proceso reikalavimus. Medžiagų mokslas, inkapsuliavimas, šiluminis-sąsajos dizainas ir mechaninis tikslumas – visa tai atlieka lemiamą vaidmenį siekiant nuoseklumo ir patikimumo.
Tik tiekėjai, turintys bendrą patirtį magnetinių medžiagų, šiluminės inžinerijos, su skysčiu{0}}suderinamo kapsuliavimo ir EMC / izoliacijos saugos srityse, gali teikti patikimus sprendimus skysčiu{1}}aušinamose maitinimo sistemose.
Pramonės perspektyva: skysta{0}}magnetika taps nauju AI serverio galios standartu
Remiantis magnetinių{0}}komponentų gamintojų ir maitinimo{1} sistemų projektuotojų atsiliepimais:
Skysčiui aušinant prasiskverbiant į AI serverius ir didelio{0}}tankio duomenų centrus, naujos kartos magnetiniai-plokštumai, termiškai optimizuoti, suderinami su skysčiu-suderinami-greitai.
Tradicinės dizaino filosofijos, orientuotos tik į nuostolių mažinimą ir{0}}oro aušinimo efektyvumą, bus laipsniškai panaikintos. Būsimuose projektavimo srautuose kaip vieninga metodika bus akcentuojamas šiluminis kelias, šiluminė jungtis, skysčių suderinamumas, izoliacijos vientisumas ir EMS sauga.
Tiekėjai, galintys integruoti medžiagas, struktūrą, pakuotę ir aplinkosaugos kvalifikaciją į nuoseklią dizaino strategiją, įgis konkurencinį pranašumą kitame DI serverio ir didelio{0}}našumo galios platformų atnaujinimo cikle.
Aušinimas skysčiu reiškia ne tik šiluminės technologijos pakeitimą, bet ir esminį galios{0}}komponentų konstrukcijos pokytį. Magnetiniai komponentai turi išsivystyti nuo paprastų pasyvių įtaisų iki šiluminių -kritinių elementų, sukurtų palaikyti greitą šilumos perdavimą, ilgalaikį aušinimo skysčio poveikį ir didelį patikimumą.
Galios{0}}elektronikos gamintojų ir magnetų tiekėjų gebėjimas subalansuoti efektyvumą, šiluminį našumą, patikimumą, EMC atitiktį ir gamybiškumą lems jų konkurencingumą sparčiai besiplečiančiose AI-serverių ir didelio{2}}tankio duomenų-centrų rinkose. Ateinančios kartos skysčiu{5}}aušinamose architektūrose magnetiniai komponentai, sukurti šiluminiam efektyvumui ir aplinkos tvirtumui užtikrinti, nulems kitą energijos-sistemų inžinerijos šuolį.
