water cooling high performance computing sustainable energy efficient AI chips
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在AI和高效能運算的需求不斷增長下,資料中心和半導體晶片的散熱問題日益嚴峻。工研院與日本新創ZYRQ攜手合作,開發出全球首創的「水浸潤式冷卻技術」,旨在以環保、節能、高效能的方式,突破AI晶片高功耗帶來的散熱瓶頸。這項技術不僅具備高度的永續性和環保價值,更為AI時代高速增長的運算需求提供了指標性的解決方案。讓我們深入了解這項劃時代的創新技術,以及它將如何顛覆資料中心的散熱方式。

顛覆性水浸潤式冷卻技術的核心要素

  • 水作為冷卻介質的突破性應用
    相較於傳統的油類或氟化物冷卻劑,水具有無毒、零污染、潛在零碳排以及完全回收再利用的優勢。工研院的創新之處在於,成功地將水應用於浸潤式冷卻技術中,實現了環保與效能兼具的目標。
  • 特殊散熱元件設計與流體配方
    透過特殊的散熱元件設計、流體配方以及系統優化整合,這項技術能夠有效地降低散熱所需的能源消耗,實現「用更少的電,跑出更多算力」的目標。這不僅降低了資料中心對電力和冷卻設備的依賴,還顯著降低了營運成本。
  • 台日合作的策略意義
    ZYRQ是由日本超級電腦處理器製造商PEZY Computing的技術團隊所創立,擁有日本高效能運算應用通路與系統整合的能量。這次合作不僅展現了台灣在高效能與綠色運算領域的創新實力,也為台灣技術切入日本半導體供應鏈開啟了重要的策略機會。
  • 水浸潤式冷卻技術的其他延伸主題

    除了核心技術外,水浸潤式冷卻技術的成功還仰賴於以下幾個關鍵因素:

  • 金屬3D列印冷卻板技術:工研院運用金屬3D列印技術設計冷卻板,有效降低了銅材的使用,減輕設備重量,進一步提升了能源效率與系統建置彈性。
  • 系統穩定性與效能:初步測試顯示,該系統能夠維持99.9%穩定的晶片運算效能,冷卻效率較現行液冷系統提升超過兩倍,電力使用效率(PUE)降至1.015。
  • 成本效益:相較於現有冷卻系統,水浸潤式冷卻系統設計簡化,可大幅降低建置成本,提高資料中心的投資回報率。
  • 水浸潤式冷卻技術的相關實例

    ZYRQ以日本高效能運算廠商Pezy Computing在液浸冷卻領域的研究成果為基礎,與工研院技術合作開發出以地下水冷卻解決方案,並以此技術助力超級電腦系統躋身全球「TOP500」排行榜。這充分證明了該技術在實際應用中的可行性和優越性。

    水浸潤式冷卻技術的優勢和潛在劣勢

    優勢:

  • 環保永續:使用水作為冷卻介質,無毒、零污染,並具備零碳排的潛力。
  • 節能高效:有效降低散熱所需耗能,降低資料中心的電力消耗和營運成本。
  • 高效能:能有效將GPU表面溫度控制在較低水平,維持晶片運算效能穩定。
  • 成本效益:相較於傳統冷卻系統,建置成本更低。
  • 潛在劣勢:

  • 水的腐蝕性問題:需要解決水對設備的腐蝕性問題,確保系統長期穩定運作。
  • 漏水風險:需要完善的防漏機制,避免因漏水造成的設備損壞。
  • 水浸潤式冷卻技術的亮眼前景與未來動向

    隨著AI和高效能運算需求的持續增長,水浸潤式

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