Мощность ИИ-процессоров вырастет до 15 кВт: охлаждение становится критическим вызовом

Эксперты из Корейского передового научно-технологического института (KAIST) прогнозируют резкий рост энергопотребления графических процессоров, используемых для искусственного интеллекта. По их оценкам, в течение ближайших 10 лет мощность таких чипов может достичь 15 360 Вт, что приведёт к необходимости радикально новых систем охлаждения.

Новый уровень тепловой нагрузки

Уже сегодня ведущие графические процессоры от Nvidia демонстрируют стремительный рост тепловыделения:

• Nvidia Blackwell — до 1200 Вт
• Blackwell Ultra — до 1400 Вт
• Rubin — 1800 Вт
• Rubin Ultra — до 3600 Вт с удвоенным числом чиплетов и модулей HBM
• Feynman (прогноз) — до 4400 Вт
• Feynman Ultra (по другим источникам) — до 6000 Вт
• Пост-фейнмановские архитектуры — до 9000 Вт на один модуль

Такой рост потребления делает традиционные системы охлаждения — например, воздушные радиаторы с медными элементами — всё менее эффективными.

Прорывные технологии охлаждения

Для обеспечения стабильной работы будущих чипов эксперты из KAIST предлагают использовать следующие технологии:

• Линии теплопередачи (TTL) — переносят тепло от горячих зон непосредственно к элементам охлаждения.
• Жидкостные TSV (F-TSV) — вертикальные каналы, позволяющие охлаждающей жидкости циркулировать внутри стеков памяти HBM.
• Охлаждение D2C (Direct-to-Chip) — жидкость поступает непосредственно к поверхности кристалла.
• Иммерсионное охлаждение — полное погружение GPU-модулей в специальную охлаждающую жидкость.

Также планируется внедрение тепловых переходных отверстий (TTV) — вертикальных каналов в кремнии, соединённых с температурными датчиками и термопастой, для точного мониторинга и обратной связи по температуре в реальном времени.

Память тоже не отстаёт

С ростом числа стеков HBM до 16 и переходом на стандарт HBM6, энергопотребление одного стека памяти может достичь 120 Вт, а совокупное энергопотребление всей подсистемы памяти — около 2000 Вт, что составляет примерно треть от общего бюджета мощности GPU-модуля.

Перспективы до 2032 года

KAIST считает, что жидкостное охлаждение будет оставаться актуальным как минимум до 2032 года. Однако после этого, когда мощность ИИ-процессоров может превысить 9000 Вт, стандартные решения могут оказаться недостаточными, и индустрии придётся перейти к более радикальным методам охлаждения.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную