생성형 AI 및 EV 배터리: 왜 수냉식인가?
고성능 인공 지능(AI) 및 전기 자동차(EV) 배터리와 같은 첨단 기술은 더 많은 전력을 사용합니다. 더 많은 전력이 더 많은 폐열을 발생시키므로 생성형 AI 및 EV 배터리 혁신가들은 액체 냉각으로 전환하고 있습니다. 액체 냉각이 이 대화의 기본 부분인 이유를 살펴보겠습니다.
공기 대 액체의 열용량
가장 기본적인 수준에서 액체 냉각은 공기 냉각보다 열을 흡수하는 용량(Cp)이 더 큽니다. 열용량은 질량(그램)을 특정 온도(켈빈/섭씨)로 증가시키는 데 필요한 에너지(줄)를 측정합니다. 실온에서:
물은 공기보다 4배 많은 에너지를 흡수하여 같은 온도를 높입니다.
Cp 공기 = 1.0035 J/gK
Cp 물 = 4.1813 J/gK
Cp 에틸렌 글리콜 = 2.36 J/gK
Cp 프로필렌 글리콜 = 2.5 J/gK
더 높은 열용량 = 더 효율적이고 더 높은 용량의 냉각.
공기 대 액체의 밀도
액체는 공기보다 훨씬 밀도가 높습니다. 밀도가 높다는 것은 정의된 부피에 공기 질량보다 더 많은 액체 질량이 있음을 의미합니다. 공기와 물의 밀도(ρ)를 비교하면 물의 밀도는 공기보다 훨씬 높습니다.
물은 같은 공간에서 공기 질량의 829배를 가지고 있습니다! 그것을 보는 또 다른 방법은 1cm³의 물과 같은 무게가 되려면 829cm³의 공기가 필요하다는 것입니다. 그것은 9온스 알루미늄 캔 12개와 같은 무게의 게임 주사위와 같습니다.
밀도 공기 = 0.001204g/cm³
밀도 물 = 0.9982067g/cm³
더 높은 열용량과 밀도가 함께 작용합니다.
액체 냉각의 장점은 높은 열용량이나 밀도에서 독립적으로 나오지 않습니다. 이 두 가지 특성을 결합하면 액체가 강력한 냉각 솔루션이 됩니다.
대부분의 응용 분야는 냉각에 사용할 수 있는 공간의 양에 따라 제한됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
비교하기 위해 볼륨을 일정하게 유지합니다. 단순화를 위해 100cm³가 있다고 가정합니다.
- 100cm³에서는 0.12g의 공기 또는 99.8g의 물을 가질 수 있습니다.
- 0.12g의 공기는 섭씨 1도가 증가하기 전에 0.12줄의 에너지를 흡수할 수 있습니다
- 99.8g의 물은 섭씨 1도가 상승하기 전에 417줄의 에너지를 흡수할 수 있습니다
이는 같은 부피에 3000배 이상 더 많은 열을 흡수하는 것입니다.
액체 냉각이 모든 것에 사용되지 않는 이유는 무엇입니까?
액체 냉각은 공기보다 더 빠르고 더 빠르게 냉각될 수 있지만 그 자체로 문제가 있습니다. 공기를 쉽게 사용할 수 있습니다. 공기는 흐름을 제어하기 위해 팬, 송풍기, 덕트 또는 공기 배플링만 필요합니다. 액체는 모든 곳에서 쉽고 풍부하게 구할 수 없습니다. 액체 냉각에는 액체를 순환시키기 위해 튜브, 매니폴드, 펌프 및 피팅이 필요합니다. Liquid는 스마트 센서, 소프트웨어 및 시스템 이중화로 예방할 수 있는 누수 및 침수 손상 위험을 나타내지만 이는 인프라 복잡성을 가중시킵니다. 밀도가 높다는 것은 액체가 공기에 비해 이동하기가 더 어렵다는 것을 의미합니다. 액체 시스템은 느리게 움직이거나 더 강력한 펌핑 시스템이 필요합니다.
생성형 AI 및 EV 배터리의 혁신가들은 열 수요가 공랭식으로 실현 가능한 것을 초과할 때 액체 냉각으로 전환합니다. 더 높은 성능에 대한 요구는 Liquid의 추가 시스템 및 인프라 복잡성보다 중요합니다.
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