サーモサイフォンヒートシンクの仕組み

ディープラーニング、シミュレーション、BIM 設計、AEC アプリケーションがあらゆる分野で開発され、AI テクノロジと仮想 GPU テクノロジがサポートされるようになると、強力な GPU コンピューティング パワー分析が必要になります。 GPU サーバーと GPU ワークステーションはどちらも、小型化され、モジュール化され、高度に統合される傾向にあります。 熱流束密度は、多くの場合、従来の空冷 GPU サーバー機器の 7-10 倍に達します。

集中モジュールのインストール方式により、大量の熱を発生する NVIDIA GPU グラフィックス カードが多数存在するため、放熱の問題は非常に重要です。 これまで、一般的に使用されている熱設計は、新しいシステムの使用要件を満たすことができませんでした。 従来の水冷 GPU サーバーまたは水冷 GPU サーバーは、ファンの恩恵と切り離すことはできません。 サーモサイフォン冷却技術は、サーバーの放熱に徐々に広く使用されています。

現在、市場の熱サイフォン冷却技術は、主に柱またはプレートラジエーターを本体として使用し、ラジエーターの下部にある熱媒体パイプを貫通し、冷却媒体をシェルに注入し、真空環境を確立します。 常温重力式ヒートパイプです。

作業プロセスは次のとおりです。ラジエーターの下部で、加熱システムが熱媒体パイプを介してシェル内の作動媒体を加熱します。 作動温度範囲内で、作動媒体が沸騰し、蒸気がラジエーターの上部に上昇して凝縮と放熱を行い、凝縮液がラジエーターの内壁に沿って加熱セクションに戻り、再び加熱されて蒸発します。 熱は、加熱の目的を達成するために、作動媒体の連続循環相変化を通じて熱源からヒートシンクに伝達されます。

オリジナルのアルミ押し出しヒートシンクから新しい空冷ヒートシンクまで、冷却性能を向上させるためにモアフィンを使用することは依然として良い選択です。 小さいフィンは使いやすいので、もっと大きなフィンを使ったほうがいいのでは？ ただし、フィンが熱源から遠ければ遠いほど、フィンの温度が低くなり、冷却効果が制限されます。 温度が周囲の空気の温度まで下がると、フィンがどれだけ長く作られていても、熱伝達は増加し続けません。

ヒート パイプとは異なり、熱サイフォンの放熱は、パイプ コアを使用して液体を蒸発端に戻しますが、重力といくつかの独創的な設計のみを使用して、液体の蒸発プロセスをウォーター ポンプとして使用するサイクルを形成します。 これは新しい技術ではなく、放熱性の高い産業用途では一般的です。

一般的に言えば、GPU 内の冷媒は沸騰し、凝縮端まで上昇し、液体に戻って蒸発端に戻ります。 理論的には、次の 2 つの利点があります。

1.ヒートパイプの乾燥を防ぎ、オーバークロックや超高性能チップに使用できます。

2.ウォーターポンプが不要なため、信頼性は従来の一体型液体冷却よりも優れています。

現在のサーモサイフォン冷却の最も重要なポイントは、その厚さが従来の 103 mm からわずか 30 mm (3 分の 1 以下) に減少することです。 形状が比較的小さく、性能を損なうことはありません。 加工を容易にするために、現在ほとんどのメーカーはアルミニウム材料を使用しています。 銅も使用されており、温度はさらに5-10度低下する可能性があります。 これは、加熱能力の高い GPU サーバー専用であり、開発された技術により、将来的には他のアプリケーションでますます多くのサーモサイフォン熱ソリューションが使用されるようになります。