GPU میں تھرموسیفون گرمی کی کھپت کی ٹیکنالوجی

vvv مختلف صنعتوں میں گہری سیکھنے، سمولیشن، BIM ڈیزائن، اور AEC انڈسٹری ایپلی کیشنز کی ترقی کے ساتھ، AI ٹیکنالوجی ورچوئل GPU ٹیکنالوجی کی برکت سے، طاقتور GPU کمپیوٹنگ پاور تجزیہ کی ضرورت ہے۔ GPU سرورز اور GPU ورک سٹیشن دونوں چھوٹے، ماڈیولرائزڈ، اور انتہائی مربوط ہوتے ہیں۔ گرمی کے بہاؤ کی کثافت اکثر روایتی ایئر کولڈ GPU سرور آلات سے 7-10 گنا تک پہنچ جاتی ہے۔ ماڈیولز کی مرکزی تنصیب کی وجہ سے، بڑی تعداد میں NVIDIA GPU گرافکس کارڈز موجود ہیں جن میں گرمی کی ایک بڑی مقدار ہے، اس لیے گرمی کی کھپت کا مسئلہ بہت نمایاں ہے۔ ماضی میں، عام طور پر استعمال ہونے والی گرمی کی کھپت ڈیزائن ٹیکنالوجی اب نئے نظام کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتی۔ روایتی واٹر کولڈ GPU سرورز یا مائع ٹھنڈے GPU سرورز کو مداحوں کی حمایت سے الگ نہیں کیا جا سکتا۔ آج ہم تھرموسیفون ہیٹ ڈسپیشن ٹیکنالوجی کا تجزیہ کریں گے۔

اس وقت، مارکیٹ میں تھرموسیفون گرمی کی کھپت کی ٹیکنالوجی بنیادی طور پر ایک کالم یا پلیٹ ریڈی ایٹر کو باڈی کے طور پر استعمال کرتی ہے، ریڈی ایٹر کے نچلے حصے میں ایک ہیٹ میڈیم ٹیوب ڈالی جاتی ہے، شیل میں کام کرنے والے سیال کو انجکشن کیا جاتا ہے، اور ویکیوم ماحول قائم کیا جاتا ہے۔ . یہ عام درجہ حرارت کی کشش ثقل کی گرمی کا پائپ ہے۔ کام کرنے کا عمل مندرجہ ذیل ہے: ریڈی ایٹر کے نچلے حصے میں، حرارتی نظام ہیٹ میڈیم پائپ کے ذریعے شیل میں کام کرنے والے سیال کو گرم کرتا ہے۔ کام کرنے والے درجہ حرارت کی حد کے اندر، کام کرنے والا سیال ابلتا ہے، اور بھاپ ریڈی ایٹر کے اوپری حصے کی طرف اٹھتی ہے تاکہ گرمی کو گاڑھا اور جاری کیا جا سکے، اور کنڈینسیٹ ریڈی ایٹر کی اندرونی دیوار کے ساتھ بہتا ہے۔ حرارتی حصے میں ریفلکس دوبارہ گرم اور بخارات بن جاتا ہے، اور حرارتی اور حرارتی مقصد کو حاصل کرنے کے لیے کام کرنے والے سیال کی مسلسل سائیکل مرحلے کی تبدیلی کے ذریعے حرارت کو حرارت کے منبع سے ہیٹ سنک میں منتقل کیا جاتا ہے۔

GPU ورک سٹیشنوں پر تھرموسیفون گرمی کی کھپت کا اطلاق:

CPU کولر کی ہر نسل کس طرح قدم بہ قدم عصری نظریاتی کارکردگی کی حد تک جاتی ہے۔ سب سے قدیم ایلومینیم ہیٹ سنک سے لے کر موجودہ وقت تک، یہ ایک اچھا انتخاب ہے۔ آپ سوچ سکتے ہیں کہ چونکہ کچھ چھوٹے پنکھ استعمال کرنے میں بہت آسان ہیں، کیا زیادہ اور بڑے پنکھوں کا استعمال بہتر ہے؟ تاہم، نتیجہ معاملہ نہیں ہے. پنکھ گرمی کے منبع سے جتنے دور ہوتے ہیں، پنکھوں کا درجہ حرارت اتنا ہی کم ہوتا ہے۔ جب درجہ حرارت ارد گرد کی ہوا کے درجہ حرارت پر گرتا ہے، اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ پنکھ کتنی دیر تک بنائے جائیں، حرارت کی منتقلی میں اضافہ جاری نہیں رہے گا۔

جب جدید GPU کمپیوٹنگ بجلی کی کھپت 75 سے 350 واٹ یا اس سے بھی زیادہ کی حد میں داخل ہو جاتی ہے، تو تھرمل ڈیزائن انجینئرز گرمی کی کھپت کے نئے طریقے تیار کرنے کا رخ کرتے ہیں۔ ہیٹ پائپ خود ہی ریڈی ایٹر کی گرمی کی کھپت کی صلاحیت کو نہیں بڑھاتا ہے۔ اس کا کام ایک ہی وقت میں حرارت کی ترسیل اور حرارت کی نقل و حمل کا استعمال کرنا ہے تاکہ خود دھات کی نسبت گرمی کی منتقلی کی کارکردگی بہت زیادہ ہو۔

1937 کے اوائل میں، تھرموسیفون ٹیکنالوجی نمودار ہوئی۔ عام آپریشن کے دوران، گرمی کے پائپ کے اندر مائع ابلتا ہے، اور بھاپ بھاپ کے چیمبر کے ذریعے گاڑھا ہونے والے اختتام تک پہنچ جائے گی، اور پھر بھاپ مائع میں واپس آجائے گی اور پھر ٹیوب کور کے ذریعے گرمی کے منبع پر واپس آجائے گی۔ ٹیوب کور عام طور پر sintered دھات میں ہے. تاہم، اگر گرمی کا پائپ بہت زیادہ گرمی جذب کرتا ہے، تو "گرمی کے پائپ خشک ہونے" کا رجحان واقع ہوگا۔ مائع نہ صرف بھاپ کے چیمبر میں بھاپ بن جاتا ہے، بلکہ ٹیوب کور میں بھاپ بھی بن جاتا ہے، جو اسے حرارت کے منبع پر واپس آنے کے لیے مائع میں تبدیل ہونے سے روکتا ہے، جس سے گرمی کے پائپ کی تھرمل مزاحمت بہت بڑھ جاتی ہے۔

اب ہماری خاص بات آرہی ہے - تھرموسیفون۔ تھرموسیفون گرمی کی کھپت گرمی کے پائپ کی طرح نہیں ہے، جو مائع کو بخارات کے اختتام پر واپس لانے کے لیے ٹیوب کور کا استعمال کرتا ہے، لیکن صرف کشش ثقل کا استعمال کرتا ہے، جس کے ساتھ گردش کی تشکیل کے لیے کچھ ذہین ڈیزائنوں کے ساتھ مل کر، اور مائع بخارات کے عمل کو پانی کے پمپ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ . یہ کوئی نئی ٹیکنالوجی نہیں ہے، یہ بڑی گرمی کی رہائی کے ساتھ صنعتی ایپلی کیشنز میں بہت عام ہے۔

عام طور پر، GPU کے اندر ریفریجرینٹ ابلے گا، اندر کی کنڈینسیشن سائیڈ میں اوپر کی طرف بہے گا، واپس مائع میں بدل جائے گا اور بخارات کی طرف لوٹ جائے گا۔ نظریہ میں دو بڑے فائدے ہیں:

1. گرمی کے پائپوں کو خشک ہونے سے بچیں، اور انتہائی اعلی کارکردگی والے چپس کو اوور کلاک کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے

2. چونکہ پانی کے پمپ کی ضرورت نہیں ہے، اس لیے وشوسنییتا روایتی مربوط واٹر کولنگ سے بہتر ہے۔

تھرموسیفون حرارت کی کھپت کا سب سے اہم نکتہ یہ ہے کہ اس کی موٹائی روایتی 103 ملی میٹر سے کم ہو کر صرف 30 ملی میٹر ہو جائے گی (ایک تہائی سے کم ہو جائے گی) اور شکل نسبتاً چھوٹی ہے اور کارکردگی پر سمجھوتہ نہیں کرے گی۔ تھرموسیفون گرمی کی کھپت کے سامان کی پروسیسنگ کو آسان بنانے کے لئے، زیادہ تر مینوفیکچررز فی الحال ایلومینیم مواد استعمال کرتے ہیں. کاپر بھی استعمال کیا جاتا ہے، اور درجہ حرارت 5-10 ڈگری تک کم ہو سکتا ہے، صرف GPU سرورز کے لیے جو زیادہ گرمی پیدا کرتے ہیں۔