Какой продув нужен ускорителю с пассивным охлаждением в серверной платформе
Пассивные ускорители охлаждаются продувом шасси. Расчёт требуемого расхода воздуха по мощности и подогреву, роль статического давления, что проверяют в платформе, стойке и зале.
Ускорители для дата-центров поставляются в пассивном исполнении — на карте стоит радиатор без вентилятора, а воздух через него прогоняет шасси сервера. Из этого следует практическое требование: платформа должна обеспечить определённый расход воздуха и определённое статическое давление, иначе карта уйдёт в снижение частот или аварийно отключится под нагрузкой.
Ниже разобрано, как считается требуемый расход, что проверяется в платформе и стойке и какие данные нужны для расчёта конфигурации. Линейка ускорителей — на странице GPU-ускорители NVIDIA.
Чем пассивное исполнение отличается от исполнения с вентилятором
- Карта с собственным вентилятором рассчитана на рабочую станцию: она забирает воздух из корпуса и частично выбрасывает его обратно внутрь. В стойке такая схема приводит к рециркуляции нагретого воздуха между устройствами.
- Пассивная карта рассчитана на сквозной поток спереди назад, который создают вентиляторы шасси. Радиатор у неё с плотным оребрением и высоким сопротивлением, поэтому обычный корпусный вентилятор его не продувает.
- Модульные исполнения SXM и OAM устанавливаются не в слот, а на плату-носитель, и охлаждаются либо выделенной вентиляторной стенкой, либо жидкостным контуром.
- Вентиляторы сервера управляются по телеметрии. Если платформа не умеет читать температуру ускорителя, профиль оборотов не повышается при росте нагрузки на карту — это одна из причин, по которой берут платформы из матрицы совместимости.
Как считается требуемый расход воздуха
Расход определяется мощностью, которую нужно унести, и допустимым подогревом воздуха. Для воздуха при нормальных условиях объёмный расход в кубометрах в час приблизительно равен утроенной мощности в ваттах, делённой на допустимый подогрев в градусах:
V ≈ 3 × P / ΔT, где V — расход в м³/ч, P — рассеиваемая мощность в ваттах, ΔT — разность температур выходящего и входящего воздуха в градусах.
| Исполнение | Потребление | Расход при подогреве на 15 °C | Что требует от платформы |
|---|---|---|---|
| Низкопрофильная карта инференса | 72 Вт | около 14 м³/ч (8 CFM) | штатный продув сервера, плотная установка допустима |
| Полноразмерная карта PCIe | 350 Вт | около 70 м³/ч (41 CFM) | вентиляторы с высоким статическим давлением, свободный слот рядом |
| Узел на четыре карты PCIe | 1400 Вт на карты | около 280 м³/ч (165 CFM) | шасси 4U с вентиляторной стенкой, расчёт вместе с процессорами |
| Узел на восемь карт PCIe | 2800 Вт на карты | около 560 м³/ч (330 CFM) | платформа под GPU-конфигурацию, резерв по вентиляторам |
| Модуль SXM или OAM | 700–1000 Вт | 140–200 м³/ч на карту | выделенная вентиляторная стенка либо жидкостный контур |
Расчёт даёт нижнюю границу. Реальное требование выше, потому что к мощности ускорителей добавляются процессоры, накопители и блоки питания в том же корпусе, а подогрев воздуха в 15 °C — это оптимистичная величина для плотной сборки.
Почему расхода недостаточно без статического давления
Вентилятор создаёт поток против сопротивления. Радиатор пассивного ускорителя — плотный пакет рёбер, и перед ним ещё стоят решётка лицевой панели, корзина накопителей и кабельная разводка. Вентилятор, выдающий заявленный расход в открытом пространстве, в такой сборке даёт заметно меньше.
Поэтому в серверных платформах под ускорители применяют вентиляторы с высоким статическим давлением и двойным ротором, а слоты расположены так, чтобы поток шёл по радиатору, а не вокруг него. В комплекте платформы идут воздуховоды и заглушки — без них воздух уходит по пути меньшего сопротивления, минуя карту. Та же логика действует и для исполнений других производителей: на странице GPU-ускорители MetaX в модельном ряду прямо указано, какие карты рассчитаны на воздушное охлаждение, а какие на жидкостное.
Что проверяют в платформе до заказа
- Наличие модели ускорителя в матрице совместимости платформы — с указанием числа карт и допустимых слотов.
- Класс шасси. Полноразмерные карты требуют двойной ширины слота и глубины корпуса, низкопрофильные — соответствующей планки и короткого слота.
- Профиль вентиляторов с поддержкой телеметрии ускорителя, а не только процессоров.
- Расположение слотов относительно вентиляторов: карта за корзиной накопителей получает уже подогретый воздух.
- Комплект воздуховодов и заглушек для незанятых позиций.
- Запас по блокам питания с учётом пиков и резервирования, а не по сумме номиналов.
Что проверяют в стойке и зале
- Температуру воздуха на входе. У пассивных исполнений производитель задаёт предельное значение; при его превышении ускоритель снижает частоты и производительность падает.
- Разделение потоков. Заглушки пустых юнитов и организация холодного и горячего коридоров исключают подсос нагретого воздуха на вход.
- Перфорацию дверей и плотность стойки. Шкаф со сплошной дверью и несколькими GPU-узлами не продувается.
- Подведённую мощность и распределение по фазам — она ограничивает число узлов в стойке раньше, чем охлаждение.
- Шум и регламент обслуживания. Вентиляторы под нагрузкой выходят на высокие обороты, и зал, рассчитанный на обычные серверы, может оказаться непригодным по условиям труда.
Когда переходят на жидкостное охлаждение
Воздух перестаёт быть практичным, когда на узел приходится несколько киловатт тепла. Ориентир — исполнения с потреблением 700 Вт и выше на карту: для них либо нужна выделенная вентиляторная стенка в шасси, либо контур с теплообменником на стойку. Жидкостное охлаждение снимает ограничение по плотности, но добавляет собственные требования — трассы, запорную арматуру, регламент обслуживания и контроль протечек.
Частые вопросы
Можно ли поставить серверный ускоритель в обычный корпус рабочей станции? Нет. Пассивная карта в корпусе без направленного сквозного потока перегревается под нагрузкой. Для рабочих станций существуют исполнения с собственным вентилятором.
Что происходит при недостаточном продуве? Сначала ускоритель снижает частоты и производительность падает, затем при достижении предельной температуры происходит аварийное отключение. Расчёт по времени задачи при этом становится недостоверным.
Можно ли заменить штатные вентиляторы на более мощные? Замена на исполнение с большим статическим давлением возможна только в пределах, разрешённых производителем платформы: иначе меняется профиль управления и теряется гарантия. Правильнее подобрать платформу, рассчитанную на нужное число карт.
Нужно ли оставлять свободный слот между картами? Для полноразмерных исполнений двойной ширины это зависит от конструкции шасси: в платформах под GPU-конфигурации карты ставятся вплотную, но поток к ним подводится отдельными каналами. В универсальном сервере свободный слот обычно требуется.
Что прислать для расчёта? Модель и число ускорителей, модель серверной платформы или требования к ней, температуру воздуха в зале, подведённую мощность и тип стойки, а также профиль нагрузки — обучение или инференс.
Что мы делаем
Проверяем совместимость карт с платформой, считаем тепловую нагрузку на узел и стойку, подбираем шасси и блоки питания с запасом, поставляем как отдельные ускорители, так и собранные и проверенные под нагрузкой узлы с комплектом драйверов и документами. Направления — GPU-ускорители NVIDIA и GPU-ускорители MetaX.
Пришлите модель ускорителей, платформу и условия в зале на sale@tkasiatorg.ru — посчитаем требуемый расход воздуха, проверим совместимость и предложим конфигурацию узла.
