2024基于標準PCIe接口的人工智能加速卡液冷設計白皮書(shū)- 降低服務(wù)器和冷板式人工智能加速卡之間的適配難度

冷板式人工智能加速卡在結構設計、流體快插接頭、熱性能設計等方面無(wú)統一設計要求，服務(wù)器針 對不同廠(chǎng)商的冷板式人工智能加速卡需要進(jìn)行結構和散熱適配，耗費大量人力、物力。本技術(shù)白皮書(shū)主 要制定標準PCIe接口形態(tài)的冷板式人工智能加速卡在結構設計、冷板設計、流體快插接頭選型、熱性能 設計、可靠性設計方面的要求，用于指導冷板式人工智能加速卡的設計。通過(guò)本白皮書(shū)提供的設計指導， 降低服務(wù)器和冷板式人工智能加速卡之間的適配難度，降低適配的成本和人力投入。同時(shí)降低部署和運 維難度，方便終端客戶(hù)根據業(yè)務(wù)場(chǎng)景靈活選擇相應產(chǎn)品，加速液冷式人工智能加速卡和服務(wù)器產(chǎn)品上市。 此外，通過(guò)統一的設計指導，在冷板本體、流體快插接頭等關(guān)鍵組件上產(chǎn)生規模化效益，獲取低成本液 冷解決方案，推動(dòng)冷板式液冷技術(shù)的普及。

以AIGC為代表的人工智能大模型的發(fā)展，帶來(lái)了算力需求的指數式提升。AI芯片需要通過(guò)提升工 作頻率或增加運算單元來(lái)獲得更強的算力，帶來(lái)人工智能加速卡功耗的不斷提升。當前人工智能加速卡 單卡功耗已達到350W至600W量級，帶來(lái)服務(wù)器散熱功耗的顯著(zhù)提升，在給服務(wù)器散熱設計帶來(lái)挑戰的 同時(shí)，也給建設綠色數據中心帶來(lái)了很大的挑戰。液冷技術(shù)成為解決人工智能服務(wù)器高功耗散熱問(wèn)題、 降低數據中心PUE的關(guān)鍵，其中冷板式液冷技術(shù)是當前解決人工智能加速卡高功耗問(wèn)題的主流方案。目 前標準PCIe接口形態(tài)的人工智能加速卡仍然是業(yè)界主流，國內外部分廠(chǎng)商已經(jīng)推出了相應的冷板式人工 智能加速卡，但均是按照自身產(chǎn)品形態(tài)特征進(jìn)行設計，未考慮同行業(yè)其他廠(chǎng)商情況，不能作為標準化設 計。

同時(shí)，雖然冷板式液冷散熱技術(shù)在CPU、內存、扣板式人工智能加速卡上已經(jīng)取得了成功應用，但 在標準PCIe接口形態(tài)的人工智能加速卡上的應用仍然很少，業(yè)界迫切需要一個(gè)針對標準PCIe接口形態(tài)人 工智能加速卡的液冷設計指導，來(lái)推動(dòng)冷板式散熱技術(shù)在人工智能加速卡應用的普及。

冷板式液冷加速卡由人工智能加速板卡、液冷板、加速卡外殼結構件組成。

冷板覆蓋加速卡上的主芯片及其他發(fā)熱元件（包括但不限于VR、顯存等），提高板卡封裝狹小空 間內人工智能芯片散熱效率。加速卡對外提供一對流體快插接頭（兩個(gè)公頭），用于連接服務(wù)器內部集 /分水結構或RCM。

冷板式人工智能加速卡能夠有效避免局部熱點(diǎn)，降低服務(wù)器系統風(fēng)扇功耗，降低數據中心整體PUE， 是未來(lái)綠色數據中心發(fā)展的必然趨勢。

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