CoolIT tiene la solución a los problemas de temperatura de NVIDIA Blackwell Ultra: un sistema peltier con coldplate de 4.000W con refrigeración líquida

Las cosas se están yendo de madre en el hardware, y no solamente por los precios, que también. Si en el mundo del PC y portátiles estamos viendo cómo las CPU ya superan sin muchos problemas los 200W de serie en gama alta, y las gráficas se van hasta los 600W sin problemas, en el mundo de la IA todo se lleva tres niveles por encima. Por ello, todas las compañías de refrigeración trabajan en crear sistemas que mantengan las gráficas en rangos óptimos de temperatura. CoolIT tiene un "nuevo" sistema que mostrar al mundo, el cual se basa en una célula peltier con un coldplate que es capaz de enfriar hasta 4.000W mediante un bloque de refrigeración líquida.

Como decíamos, el sistema no es nuevo, de hecho, un servidor en sus años mozos diseñó un sistema similar casero en base a un bloque Danger Den, una peltier de 150W en 40x40 mm, un intercambiador y una PSU Meanwell de 12V y 300W, siendo este casi estanco, para combatir la condensación del conjunto. Hablamos de los tiempos del Athlon XP y Athlon 64, donde por aquel entonces competía en overclock extremo con un Barton y Opteron en una Abit NF7-S V2.0 y DFI LanParty NForce 4 Ultra D. Lo que vamos a ver es un sistema muy parecido, mucho más refinado obviamente, que es el mismo concepto que un servidor creó hace 22 años, nada menos, y sí, soy más viejo que el hilo negro.

CoolIT muestra un sistema peltier con base a un coldplate capaz de refrigerar 4.000W por agua

Como en todo, los tiempos cambian, la tecnología evoluciona y se refina, también se actualizan los conceptos y su significado, progresan y mejoran. Lo que tenemos aquí es un coldplate tradicional con sistema DLC (Direct Liquid Cooling) con una peltier monofásica que está preparada para 4.000W, lo que supone, según la compañía, obtener el doble de refrigeración que un sistema monofásico tradicional.

Para el que no entienda nada de lo que acabo de escribir, simplifico la idea y el concepto. Una peltier no es más que un dispositivo semiconductor, normalmente bastante plano y cuadrado, que usa el efecto Peltier, de ahí el nombre. Lo que consigue es un fenómeno termoeléctrico que genera un flujo de corriente con una diferencia de temperatura extrema. Es decir, le das corriente y un lado se calienta mucho, mientras que el otro se enfría igualmente y casi al mismo nivel.

Lo curioso de esto, es que cuanto más calor seas capaz de absorber del lado caliente, más enfría el lado frío, y claro, ahí está el juego. CoolIT usa la idea que ya tuve hace más de dos décadas: usar un bloque de agua conectado al lado caliente para que el frío enfriase más. El problema, como comprobé en su momento, es que esto no se puede hacer de manera directa, es decir, no puedes conectar el lado caliente al coldplate de un bloque de agua y esperar que este lo refrigere.

Un problema temporal y un sistema que parece muy simple

La peltier se calienta tanto y tan rápido que el sistema de refrigeración líquida custom (en mi caso) no permitía disipar a la velocidad que se necesitaba el calor, entonces, ¿qué es necesario para sacar dicho calor del lado caliente de la peltier?

Un interposer de cobre. Aunque el bloque de agua sea de cobre no puede absorber dicho calor, pero colocando una placa de cobre sobre la peltier y haciendo que el bloque de cobre del circuito absorbiese ese calor, el sistema funcionaba perfectamente.

Pues bien, este mismo sistema es el que está usando CoolIT, y la compañía lo explica así:

En sus pruebas, CoolIT demostró que su placa de refrigeración capta más del 97% del calor de un vehículo de prueba térmica (TTV) de 4.000 W con un caudal de 6 litros por minuto (360 litros por hora). Esto equivale a 1,5 LPM por kW, el caudal recomendado por la industria de semiconductores para chips de alta potencia. Las pruebas con un caudal menor también arrojaron excelentes resultados.

El coldplate de 4.000 W de CoolIT también alcanzan una resistencia térmica ultrabaja excepcional de Tr < 0,009 C/W al tiempo que limitan la caída de presión del circuito de flujo total (incluidos todos los accesorios y puntos de conexión) a solo 8 PSI.

Los coldplates de CoolIT con tecnología Split-Flow, utilizados para múltiples generaciones de servidores por la mayoría de los principales fabricantes de servidores del mundo, ofrecen un rendimiento térmico y de flujo un 30% mejor que los coldplates estándar, con la capacidad adicional de proporcionar enfriamiento dirigido a los puntos calientes.

Este año volverá el GTC por parte de NVIDIA, de hecho, se han filtrado lo que supuestamente se va a tratar en dicho evento, y para sorpresa de nadie... Será todo IA, tanto hardware como software. Y es que los verdes podrían presentar, por fin, las nuevas Blackwell Ultra GB300, y CoolIT podría ser un socio fiable para refrigerar a estos monstruos, los cuales ya sabemos que han padecido en los racks problemas serios de temperatura y retrasos varios.

Por lo tanto, ya podemos hacernos una idea del consumo increíble que pueden tener estas GPU para IA y sus servidores, donde este tipo de soluciones de refrigeración solo tienen dos hándicaps a tratar, uno extremo: consumo y aislamiento.

Lo que más me costó en su momento es aislar todo perfectamente para que el rocío, producto de las diferencias de temperatura entre la peltier a grados bajo cero y la temperatura ambiente, no llegase al socket y CPU. En aquel momento un servidor optó por grasa dieléctrica, donde a falta de conseguir un sistema estanco en lo térmico, la usé para llenar todo el socket y los pines en busca de aislar todo hueco microscópico.

Además, diseñé un sistema parecido al de CoolIT, rectangular, con neopreno en varias capas de altura con la forma del sistema de anclaje, puesto que el intercambiador era de cobre puro e iba enroscado a los anclajes de la placa base. Lógicamente batí récords en su momento, pero lo importante es lo que aprendí de aquello, ahora perfeccionado y simplificado para hacerlo todo mucho más óptimo de cara a NVIDIA, Intel y AMD.

Este sistema peltier de CoolIT es, sin duda, una obra de ingeniería sublime, y la cifra de 4.000W así lo demuestra, ya nos podemos imaginar cómo de caliente son esas GPU de los verdes, todo un reto.

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