Компания AMD рассматривала возможность использования испарительной камеры в составе теплораспределительных крышек (IHS) процессоров Ryzen 7000, но в конечном итоге отказалась от этой идеи. Об этом в разговоре с Gamers Nexus рассказал ведущий специалист AMD в области термодинамики и систем охлаждения Сукеш Шеной (Sukesh Shenoy).

Источник изображений: Gamers Nexus

Компания AMD приступила к разработке инновационной теплораспределительной крышки ещё до пандемии. Концепт подразумевал включение в состав крышки процессора испарительной камеры. Прототип такой системы был продемонстрирован Стиву Бёрку (Steve Burke) из Gamers Nexus в рамках его тура в лабораторию AMD в Техасе.

Прототип теплораспределительной крышки процессора Ryzen 7000 с испарительной камерой

Чипы AMD Ryzen 7000 с архитектурой Zen 4 для процессорного разъёма Socket AM5 имеют такие же размеры, как и их предшественники для разъёма Socket AM4. AMD решила не менять размер процессоров, чтобы сохранить совместимость актуальных систем охлаждения с новыми чипами, упростив процедуру перехода на новую платформу для пользователей.

В конечном итоге AMD отказалась от идеи включения испарительной камеры в состав крышки процессоров Ryzen 7000, поскольку разница в температурах с обычной крышкой едва составляла около 1 °C. Более того, в рамках активной фазы тестирования инженерных образцов процессоров Ryzen 7000 было установлено, что при продолжительной нагрузке наличие испарительной камеры приводило скорее к негативным эффектам в виде более высоких температур чипов по сравнению с теми образцами, в которых использовалась обычная крышка. Финансовые соображения тоже сыграли свою роль. С испарительной камерой в составе IHS процессоры стоили бы дороже.

В компании пришли к выводу, что вопрос выбора адекватной системы охлаждения для процессоров Ryzen 7000 имеет более важное значение, чем наличие встроенной в крышку процессора испарительной камеры.

Компания Intel сообщила, что на её инновационную технологию иммерсионного (погружного) охлаждения нашёлся первый большой заказчик — Министерство энергетики США. Ожидается, что решение Intel будет разработано и внедрено при финансовой поддержке министерства в размере $1,71 млн в течение трёх лет.

Источник изображения: ARPA-E

О разработке инновационной технология иммерсионного охлаждения, которая, как ожидается, будет задействована в центрах обработки данных Министерства энергетики США, Intel сообщила апреле этого года. В перспективе эта система сможет охлаждать процессоры, выделяющие 2000 Вт тепловой энергии. Intel оказалась в числе 15 организаций, которым Министерство энергетики США в рамках программы COOLERCHIPS или Cooling Operations Optimized for Leaps in Energy, Reliability, and Carbon Hyperefficiency for Information Processing Systems поручило разработку высокопроизводительных и энергоэффективных решений для охлаждения дата-центров. Программа также поддерживается Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA-E).

Вопрос производительности, а также энергоэффективности систем охлаждения для ЦОД в настоящее время обретает очень важное значение, поскольку выделяемая тепловая мощность современных процессоров для дата-центров стремительно приближается к показателю 1000 Вт.

Тесты теплоотвода с покрытием для повышения эффективности вскипания жидкости. Источник изображения: Intel

Для решения проблемы компания Intel при поддержке ведущих академиков и специалистов индустрии ведёт разработку двухфазной иммерсионной системы охлаждения. Двухфазный тип охлаждения означает, что помимо охлаждения компонентов путём их погружения в специальную диэлектрическую жидкость, охлаждающее действие усиливается за счёт фазового перехода хладагента. Как пишет портал Tom’s Hardware, из описания, предложенного Intel следует, что их иммерсионная система совмещена с испарительными камерами, в которых будет происходить фазовый переход жидкости. Радиаторы в камерах фазового перехода имеют текстуру, напоминающую коралл. Она предназначена для эффективного улучшения движения жидкости и будет усилена неким специальным покрытием, повышающим эффективность процесса вскипания жидкости. Конструкцию радиатора предполагается изготавливать с помощью технологии 3D-печати. Что касается специального покрытия, которое будет повышать эффективность процесса испарения жидкости, то здесь, вероятно, будут применяться передовые материалы вроде графена.

Новая технология иммерсионного охлаждения Intel не только позволит охлаждать компоненты с тепловыделением 2000 и более ватт, но также, по словам производителя, будет обладать значительно более высоким показателем энергоэффективности в сравнении с любой другой существующей на сегодняшний день технологией охлаждения. Этот момент особенно важен, поскольку на охлаждение уходит до 40 % потребляемой современными ЦОД электроэнергии.

В Intel отмечают, что в настоящий момент команды разработки занимаются вопросом повышения энергоэффективности системы охлаждения. Задача состоит в том, чтобы повысить коэффициент охлаждения в 0,025 градусов Цельсия на ватт энергии, которые демонстрируют актуальные технологии охлаждения, в 2,5 или более раз.

Компания Intel на этой неделе сообщила в корпоративном блоге, что совместно с партнёрами ведёт разработку инновационных методов охлаждения полупроводниковых компонентов, которые в перспективе позволят функционировать в связке с чипами, выделяющими до 2000 Вт тепловой энергии. На охлаждение уходит до 40 % потребляемой современными ЦОД электроэнергии, и более эффективные технологии отвода тепла, помимо прочего, позволяют поднять производительность процессоров.

Источник изображения: Intel

Одним из направлений исследований в этой сфере, как сообщает Intel, является использование созданных на заказ под конкретный чип систем охлаждения, использующих кораллообразную структуру радиатора с испарительными камерами внутри. Такие радиаторы можно печатать на трёхмерных принтерах, адаптируя дизайн к множеству моделей процессоров. В сочетании с использованием погружного охлаждения, когда компоненты центров обработки данных находятся в диэлектрической жидкости, такие решения позволят значительно повысить эффективность систем охлаждения.

Вторым наиболее перспективным направлением разработок в Intel считают создание системы микросопел, орошающих конкретные зоны на крышке теплораспределителя процессора. Система подачи охлаждающей жидкости может управляться искусственным интеллектом в масштабе реального времени. Соответствующие прототипы уже испытываются в лабораториях Intel. В будущем, по оценкам специалистов компании, такие системы охлаждения позволят поднять производительность процессоров на 5 или 7 % без повышения энергопотребления и при более низкой рабочей температуре.

Системы погружного жидкостного охлаждения уже зарекомендовали себя с лучшей стороны при использовании в составе больших вычислительных комплексов. До 99 % тепловой энергии, вырабатываемой вычислительным оборудованием, могут использоваться в сопутствующих целях — для обогрева или охлаждения смежных помещений, например.

Совершенствуя устройство испарительных камер, Intel готова не только придавать им сложную пространственную форму, но и повышать эффективность кипения охлаждающей жидкости внутри них за счёт применения новых материалов, контактирующих с этой жидкостью.