Yapay zeka (AI) için artan talep ve güç yoğunluğunun iyileşmesi ile veri merkezleri benzeri görülmemiş ısı yönetimi zorluklarıyla karşı karşıya.Aşırı ısınmayı önlerken performansı ve verimliliği optimize etmek için gerçek zamanlı doğru sıcaklık izlemesi gereklidirBu algılama çözümleri doğru, duyarlı, sağlam ve yüksek hassasiyetli cihazlarda hızla değişen termal yüklerle başa çıkabilmelidir.
Bu makale, modern AI veri merkezi tasarımcılarının karşılaştığı termal yönetim zorluklarını araştıracak ve klima dahil olmak üzere çeşitli soğutma sistemlerinin ayrıntılı bir analizini sunacaktır.daldırma soğutması, ve termal yönetim çözümleri.EPCOS'un (TDK) negatif sıcaklık katsayısı (NTC) termistor çözümlerini tanıtmak ve bu çözümlerin termal yönetim sorunlarını çözmek için nasıl kullanılacağını açıklamak.
Yapay zekâ veri merkezleri neden ısı yönetimi için yeni zorluklar getirecek?
AI donanımı, örneğin grafik işlem üniteleri (GPU'lar) ve tensör işlem üniteleri (TPU'lar) tipik olarak geleneksel merkezi işlem üniteleri (CPU'lar) dan çok daha fazla güç tüketir.Yapay zekaya odaklanan veri merkezleri genellikle nispeten yüksek güç yoğunluğuna ve yoğunlaşmış sıcak noktalara sahiptir, geleneksel soğutma yöntemleri kullanılarak yönetilmesini zorlaştırıyor.
Daha da kötüsü, yapay zeka iş yükleri genellikle büyük ölçüde değişir ve takviye eğitimi veya çıkarım operasyonları sırasında termal yükler hızla yükselebilir.Bu durumlar performansın bozulmasına yol açabilir., planlanmamış duraklama süresi ve donanım hızlandırma bozulması.
Bu gelişen talepleri karşılamak için, veri merkezleri için daha gelişmiş soğutma yöntemlerinin benimsenmesi gerekir.veya ısı değiştiricileri doğrudan CPU gibi yüksek güçlü cihazlarlaAyrıca, tüm sunucuyu iletken olmayan sıvıya batırmayı içeren daldırma soğutma yöntemi de seçilebilir.
Klima da çeşitli geliştirmelerden geçiyor.Aralıklı soğutma üniteleri ve dolaplara yerleştirilmiş soğutma üniteleri, genel bilgisayar odası klima sistemi temelinde bölge soğutması sağlayabilir., yani yerel aşırı ısınma sorunlarına gerçek zamanlı olarak yanıt vermek.
Bu soğutma sistemlerinin spesifik koşulları farklı olsa da, hepsi daha geniş dağılım ve daha hızlı yanıtla sıcaklık izleme talebini yönlendiriyor.Bu makalede doğrudan bağlı çip soğutma sistemi örneği olarak alınır. Her hedef çip, sıcaklık standartlarının korunmasını sağlamak için bir ısı alıcı sensörü ile donatılmalıdır. Boru hattına monte edilmiş sensörler aracılığıyla soğutma sıvısının akışını izlemek gerekir,Sistemin verimli çalışmasını sağlamak için soğutma kaynağı dağıtım cihazına ve ısı değiştiricisine diğer sensörler monte edilmelidir..
Veri merkezi uygulamalarında NTC termistor sensörlerinin avantajları
NTC termistörleri tüm bu gereksinimleri karşılayabilir. Adından da anlaşılacağı gibi, NTC sensörlerinin direnci sıcaklık arttıkça azalır.Bu, koruyucu bir metal veya epoksi reçine kabuğuna kapatılmış küçük bir ısı duyarlı oksit seramik elementi ile elde edilir..
Şekil 1, 25 ° C'de 2-5 k Ω değerli dirençli bir termistorun tipik sıcaklık direnci eğrisini gösterir. Şekilde gösterildiği gibi, direnci ne kadar büyükse,Termistor yüksek sıcaklık uygulamaları için ne kadar uygunsa, direnci ölçmek o kadar kolaydır..
Tipik sıcaklık direnci eğrisi grafiği
Şekil 1: 25 ° C'de 2 k Ω ila 5 k Ω değerli bir termistorun tipik sıcaklık direnci eğrisi (Süret kaynağı: EPCOS (TDK))
NTC termistörlerinin AI veri merkezlerine getirdiği avantajlar şunlardır:
Yüksek hassasiyet ve hızlı yanıt: hafif sıcaklık değişikliklerine son derece duyarlıdır ve küçük termal kütle nedeniyle yanıt hızı hızlıdır.Bu özellikler, NTC termistörlerinin AI veri merkezlerinin hızla değişen termal taleplerini etkili bir şekilde karşılamasını sağlar.
Dayanıklılık ve istikrar: Sağlam malzemelerden yapılmış, uzun süreli güvenilirliğine ve zamanla sürüklenmeye karşı en az direnci vardır.Bu istikrar, bakım gereksinimlerini en aza indirir ve beklenmedik duraklama riskini mümkün olduğunca azaltır..
Kompakt boyut ve esnek kurulum: Küçük boyutuyla, sınırlı alanla cihaz yoğun veri merkezi ortamlarına kolayca entegre edilebilir.Yapay zeka veri merkezlerindeki soğutma sistemlerinin çeşitli ihtiyaçlarını karşılayabilir.
EPCOS NTC termistor serisi bu avantajları tam olarak temsil eder. Bu ürün serisi radyatör ve boru hatlarının, bataklık soğutma sistemlerinin ve hava işleme ünitelerinin izlenmesi için çözümler içerir.
Sıcaklık sinklerine monte edilmiş NTC termistörleri kullanılarak yüksek güçlü bileşenlerin izlenmesi
GPU ve TPU gibi yüksek güçlü işlemciler, performansı korumak ve aşırı ısınmayı önlemek için sıkı bir termal izleme gerektirir.B57703M0103G040 (Şekil 2) ısı alacağına doğrudan monte etmek için kullanılır.Bu vida sabit sensör, bir NTC termistörünü çıkıntılı halka kulakları olan metal bir etiket koruması içinde kapsülüyor.
EPCOS B57703M0103G040 Loop Terminal Termistörü
Şekil 2: B57703M0103G040 halka bağlantı termistoru, yüksek güçlü işlemci ısı lavabolarının hassas sıcaklık izlemesini sağlayabilir. (Süret kaynağı: EPCOS (TDK))
vida sabit sensörlerin tasarımı hem uygun hem de önemlidir, ısı alıcısının yüzeyi ile iyi bir termal bağlantı ve tutarlı temas basıncı sağlar,Böylece yük hızla değişirken termal direnci azaltır ve ölçüm doğruluğunu artırır.
Sensör, +70 ° C sıcaklıkta 10000 saatlik uzun süreli kararlılık testinden geçti ve AI veri merkezi iş yüklerinde yaygın olarak bulunan yüksek sıcaklık koşullarında kullanılabilir.+25 ° C'de sensörün nominal direnci 10 k Ω'dur., daha yüksek çalışma sıcaklıklarını ölçmek ve sıcaklık kontrol sistemi için doğru geri bildirim sağlamak için güvenilir bir temel sağlar.