В связи с эрой искусственного интеллекта и бурным развитием высокопроизводительных вычислений (HPC) спрос на вычислительные мощности графических процессоров (GPU) в центрах обработки данных резко возрос, что сопровождается быстрым увеличением энергопотребления. Например, тепловая расчетная мощность (TDP) некоторых графических процессоров архитектуры NVIDIA Blackwell превышает 1000 Вт. По оценкам TrendForce, уровень внедрения решений жидкостного охлаждения для мощных графических процессоров вырастет до 10%. Традиционные технологии воздушного охлаждения с трудом справляются с такими условиями высокой плотности и высокого энергопотребления. Отрасли срочно требуется эффективное, надежное и масштабируемое решение для охлаждения. Для кластеров обучения ИИ с чрезвычайно высокой плотностью размещения оборудования в стойках охлаждение — это не просто проблема на уровне отдельных устройств, а критически важный фактор для общей энергоэффективности и эксплуатационных расходов.

Для решения проблем охлаждения, связанных с мощными графическими процессорами с высокой тепловой плотностью, лазерная сварка предлагает эффективное решение для изготовления охлаждающих пластин. Лазерная сварка обеспечивает сверхвысокую точность и сфокусированную энергию с минимальным количеством зон термического воздействия (ЗТВ), уменьшая термическую деформацию и повреждения при сварке микроканальных охлаждающих пластин. Для сложных медных или медно-медных ламинированных структур лазерная сварка обеспечивает прочные, герметичные соединения без ущерба для герметизации, предлагая более узкие и стабильные сварные швы с меньшим повреждением от термических циклов по сравнению с традиционной пайкой или TIG-сваркой, тем самым повышая общую теплопроводность.

Лазерно-сваренные охлаждающие пластины обеспечивают равномерный поток жидкости, минимизируют образование пузырьков и мертвых зон, эффективно рассеивают тепло графического процессора, выдерживают циркуляцию жидкости под высоким давлением и поддерживают стабильную температуру в течение длительной работы. Это позволяет работать с полной нагрузкой графических процессоров с TDP на уровне киловатт без троттлинга. Процесс сварки быстрый и точный, а охлаждающие пластины проходят испытания на давление и герметичность для обеспечения высокой надежности, значительно снижая риск утечки жидкости и обеспечивая безопасную работу центров обработки данных.

Хотя оборудование для лазерной сварки требует больших первоначальных инвестиций, удельные затраты значительно снижаются по мере увеличения масштабов производства и совершенствования процесса. Жидкостное охлаждение повышает производительность графических процессоров и снижает показатель PUE (эффективность использования энергии), при этом отраслевые анализы указывают на потенциальное снижение PUE до 1,05–1,10 и экономию энергии примерно на 30%, что обеспечивает существенные преимущества в стоимости для крупномасштабных кластеров графических процессоров. Лазерная сварка также обеспечивает отличную масштабируемость, позволяя производить как однофазные, так и будущие двухфазные холодные пластины для удовлетворения требований к более мощным и высокоплотным графическим процессорам.

По мере роста масштабов обучения ИИ и увеличения энергопотребления отдельных графических процессоров, жидкостное охлаждение будет играть все более важную роль в центрах обработки данных. Исследования прогнозируют, что к 2025 году доля жидкостного охлаждения в серверах общего назначения достигнет 15%, а в серверах с ускорением — 50%. Ожидается, что высокопроизводительные охлаждающие пластины, изготовленные методом лазерной сварки, станут отраслевым стандартом, обеспечивая работу графических процессоров на уровне киловатт при одновременном снижении энергопотребления и минимизации рисков отказов. В перспективе разработка может продвинуться в сторону двухфазных охлаждающих пластин или даже иммерсионного охлаждения, при этом технология лазерной сварки будет органично интегрирована в эти инновационные конструкции, предоставляя центрам обработки данных следующего поколения более эффективные, надежные и энергосберегающие решения для управления тепловыми процессами.