एआई डेटा सेंटर के तापमान की निगरानी के लिए एनटीसी थर्मिस्टर्स का उपयोग करें

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) की बढ़ती मांग और बिजली घनत्व में सुधार के साथ, डेटा केंद्रों को अभूतपूर्व थर्मल प्रबंधन चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है।अति ताप को रोकने के साथ ही प्रदर्शन और दक्षता को अनुकूलित करने के लिए वास्तविक समय में सटीक तापमान निगरानी की आवश्यकता होती हैइन डिटेक्शन समाधानों को सटीक, संवेदनशील, मजबूत और उच्च संवेदनशीलता वाले उपकरणों पर तेजी से बदलते थर्मल भार का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।

इस लेख में आधुनिक एआई डेटा सेंटर डिजाइनरों के सामने थर्मल प्रबंधन चुनौतियों का पता लगाया जाएगा और एयर कंडीशनिंग सहित विभिन्न शीतलन प्रणालियों का विस्तृत विश्लेषण प्रदान किया जाएगा।विसर्जन शीतलन, और थर्मल प्रबंधन समाधान।ईपीसीओएस (टीडीके) के नकारात्मक तापमान गुणांक (एनटीसी) थर्मिस्टोर समाधानों का परिचय दें और थर्मल प्रबंधन चुनौतियों को हल करने के लिए इन समाधानों का उपयोग कैसे करें, इसका वर्णन करें.

क्यों एआई डेटा सेंटर थर्मल प्रबंधन के लिए नई चुनौतियां लाएंगे?
एआई हार्डवेयर जैसे ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट (जीपीयू) और टेन्सर प्रोसेसिंग यूनिट (टीपीयू) आमतौर पर पारंपरिक सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) की तुलना में बहुत अधिक बिजली की खपत करते हैं। इसलिए,एआई पर ध्यान केंद्रित करने वाले डेटा केंद्रों में अक्सर अपेक्षाकृत उच्च बिजली घनत्व और केंद्रित हॉटस्पॉट होते हैं, पारंपरिक शीतलन विधियों का उपयोग करके प्रबंधन करना मुश्किल बनाता है।

इससे भी बुरी बात यह है कि एआई कार्यभार अक्सर बहुत भिन्न होता है, और सुदृढीकरण प्रशिक्षण या निष्कर्ष संचालन के दौरान, थर्मल भार तेजी से बढ़ सकता है।इन स्थितियों में प्रदर्शन में गिरावट आ सकती है, अनियोजित डाउनटाइम, और हार्डवेयर त्वरण गिरावट।

इन उभरती मांगों को पूरा करने के लिए, डेटा केंद्रों के लिए अधिक उन्नत शीतलन विधियों को अपनाने की आवश्यकता है। प्रत्यक्ष चिप शीतलन एक आम शीतलन विधि है। यह तकनीक शीतलन पाइप, ठंडा प्लेटों,या हीट एक्सचेंजर सीधे उच्च शक्ति वाले उपकरणों जैसे सीपीयू के साथइसके अतिरिक्त, विसर्जन शीतलन विधि भी चुना जा सकता है, जिसमें पूरे सर्वर को गैर-संवाहक तरल में विसर्जन करना शामिल है।

एयर कंडीशनिंग को भी विभिन्न उन्नयनों से गुजर रहा है।अंतर पंक्ति शीतलन इकाइयां और अलमारियों में निर्मित शीतलन इकाइयां समग्र कंप्यूटर कक्ष वातानुकूलन प्रणाली के आधार पर क्षेत्र शीतलन प्रदान कर सकती हैं, यानी स्थानीय अति ताप की समस्याओं पर वास्तविक समय में प्रतिक्रिया करें।

यद्यपि इन शीतलन प्रणालियों की विशिष्ट स्थितियां भिन्न होती हैं, लेकिन वे सभी तापमान निगरानी की मांग को व्यापक वितरण और तेजी से प्रतिक्रिया के साथ बढ़ाते हैं।इस लेख में सीधे जुड़े चिप शीतलन प्रणाली का उदाहरण दिया गया है. प्रत्येक लक्ष्य चिप को तापमान मानकों को बनाए रखने के लिए एक हीट सिंक सेंसर से लैस किया जाना चाहिए। पाइपलाइन माउंटेड सेंसर के माध्यम से शीतलक के प्रवाह की निगरानी करना आवश्यक है,और अन्य सेंसर प्रणाली के कुशल संचालन सुनिश्चित करने के लिए शीतलता वितरण उपकरण और हीट एक्सचेंजर पर स्थापित किया जाना चाहिए.

डाटा सेंटर अनुप्रयोगों में एनटीसी थर्मिस्टोर सेंसर के फायदे
एनटीसी थर्मिस्टर्स इन सभी आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। जैसा कि नाम से पता चलता है, एनटीसी सेंसर का प्रतिरोध बढ़ते तापमान के साथ कम हो जाता है।यह एक छोटे से थर्मोसेंसिटिव ऑक्साइड सिरेमिक तत्व के माध्यम से प्राप्त किया जाता है जो एक सुरक्षात्मक धातु या एपॉक्सी राल आवरण में संलग्न है.

चित्र 1 में 25 डिग्री सेल्सियस पर 2-5 k Ω के नाममात्र प्रतिरोध के साथ एक थर्मिस्टोर के विशिष्ट तापमान प्रतिरोध वक्र को दिखाया गया है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, प्रतिरोध जितना बड़ा होगा,थर्मिस्टोर उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है क्योंकि प्रतिरोध में परिवर्तन को मापना आसान है.

विशिष्ट तापमान प्रतिरोध वक्र ग्राफ
चित्र 1: 25 डिग्री सेल्सियस पर 2 k Ω से 5 k Ω के नाममात्र मूल्य वाले थर्मिस्टोर का विशिष्ट तापमान प्रतिरोध वक्र (छवि स्रोत: EPCOS (TDK))

एनटीसी थर्मिस्टर्स द्वारा एआई डेटा केंद्रों में लाए जाने वाले लाभों में शामिल हैं

उच्च परिशुद्धता और तेज प्रतिक्रियाः तापमान में मामूली परिवर्तन के प्रति अत्यंत संवेदनशील, और छोटे थर्मल द्रव्यमान के कारण, प्रतिक्रिया की गति तेज है।ये विशेषताएं एनटीसी थर्मिस्टर्स को एआई डेटा केंद्रों की तेजी से उतार-चढ़ाव वाली थर्मल मांगों को प्रभावी ढंग से पूरा करने में सक्षम बनाती हैं.
स्थायित्व और स्थिरता: यह मजबूत सामग्री से बना है, इसमें उत्कृष्ट दीर्घकालिक विश्वसनीयता और समय के साथ न्यूनतम प्रतिरोध बहता है।यह स्थिरता रखरखाव की आवश्यकताओं को कम करती है और अप्रत्याशित डाउनटाइम के जोखिम को यथासंभव कम करती है.
कॉम्पैक्ट आकार और लचीली स्थापनाः अपने छोटे आकार के साथ, इसे सीमित स्थान के साथ उपकरण गहन डेटा केंद्र वातावरण में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है। विभिन्न आकारों की विशेषता है,यह कृत्रिम बुद्धिमत्ता डेटा केंद्रों में शीतलन प्रणालियों की विविध आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है.
ईपीसीओएस एनटीसी थर्मिस्टोर श्रृंखला इन लाभों को पूरी तरह से शामिल करती है। इस उत्पाद श्रृंखला में रेडिएटर और पाइपलाइनों, डुबकी शीतलन प्रणालियों और वायु हैंडलिंग इकाइयों की निगरानी के लिए समाधान शामिल हैं।

हीट डिंक पर स्थापित एनटीसी थर्मिस्टर्स का उपयोग करके उच्च शक्ति वाले घटकों की निगरानी
GPU और TPU जैसे उच्च शक्ति वाले प्रोसेसरों को प्रदर्शन बनाए रखने और ओवरहीटिंग को रोकने के लिए कठोर थर्मल निगरानी की आवश्यकता होती है।B57703M0103G040 (चित्र 2) का उपयोग हीट सिंक पर सीधे स्थापित करने के लिए किया जाता हैयह पेंच फिक्स्ड सेंसर एक एनटीसी थर्मिस्टोर को धातु के लेग आवास में बाहर निकलने वाले रिंग कानों के साथ कैप्सूल करता है।

EPCOS B57703M0103G040 लूप टर्मिनल थर्मिस्टोर
चित्र 2: B57703M0103G040 रिंग जंक्शन थर्मिस्टोर उच्च-शक्ति प्रोसेसर हीट सिंक की सटीक तापमान निगरानी प्राप्त कर सकता है (छवि स्रोतः EPCOS (TDK))

स्क्रू फिक्स्ड सेंसरों का डिजाइन सुविधाजनक और महत्वपूर्ण दोनों है, जो हीट सिंक की सतह के साथ अच्छी थर्मल युग्मन और लगातार संपर्क दबाव सुनिश्चित करता है,इस प्रकार थर्मल प्रतिरोध को कम करना और लोड में तेजी से परिवर्तन होने पर माप की सटीकता में सुधार करना.

सेंसर ने +70 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 10000 घंटे के दीर्घकालिक स्थिरता परीक्षण को पारित किया है और आमतौर पर एआई डेटा सेंटर वर्कलोड में पाए जाने वाले उच्च तापमान स्थितियों में इसका उपयोग किया जा सकता है।+25 °C पर सेंसर का नाममात्र प्रतिरोध 10 k Ω है, उच्च परिचालन तापमान और तापमान नियंत्रण प्रणाली के लिए सटीक प्रतिक्रिया को मापने के लिए एक विश्वसनीय आधार प्रदान करता है।

एनटीसी थर्मिस्टर्स का उपयोग करके तरल शीतलन पाइपलाइनों की निगरानी
तरल शीतलन प्रणालियां उचित तापमान पर शीतलक की निरंतर आपूर्ति पर निर्भर करती हैं।B58100A0506A000 (चित्र 3) एक 10 k Ω एनटीसी थर्मिस्टोर है जिसे पाइपलाइनों पर जल्दी से स्थापित किया जा सकता है और यह शीतलक आपूर्ति लाइनों की निगरानी के लिए एक आदर्श विकल्प हैयह ढाला गया घटक सीधे 18 मिमी से 19 मिमी के व्यास के पाइपों पर क्लैंप किया जा सकता है, या विभिन्न स्थापना स्थितियों के अनुसार अन्य आकार के पाइपों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।अंतर्निहित उत्तल संपर्क सीधे निगरानी उपकरण से जुड़ा जा सकता है.