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英伟达超级AI芯片运算提速30倍!如何加快散热来满足其算力需求呢?

森国科 来源:森国科 2024-03-20 14:39 次阅读

今日早间,“一场属于人工智能时代的盛会(The Conference for the era of AI)”在硅谷San Jose的麦克内里会议中心开幕,时隔5年之后,英伟达的年度GTC大会再次回归线下。随着过去一年生成式AI站上C位,硬核GTC和皮衣黄仁勋当下无疑已经成为了整个硅谷的焦点。

英伟达在GTC(GPU Technology Conference)大会上发布了多项创新成果,包括搭载B200芯片的GB200 Grace Blackwell超级芯片系统、人形机器人基础模型Project GR00T、计算平台Jetson Thor等。这些技术能够赋予机器人类人思考和反应能力,提供高性能计算支持,并进一步拓展机器人的应用潜力。

本次发布的超级AI芯片相比英伟达自身产品也有巨大提升。B200拥有2080亿个晶体管,而H100/H200有800亿个晶体管,采用台积电4NP工艺制程,可以支持多达10万亿个参数的AI大模型。GB200将两个B200 Blackwell GPU与一个基于Arm的Grace CPU进行配对。这些超级AI芯片的算力(或处理能力),大部分由它们的晶体管密度决定,而每个晶体管都会在电流通过时产生热量,因此晶体管密度的提升带来了热量的提升,如何加快散热,来满足强大的算力需求呢?

目前行业内,CPU/GPU芯片类散热主要有风冷和水冷两种解决方案,相同规格功耗下,水冷散热能力更强,但价格昂贵,多用于高端市场。风冷散热模组的工作原理为,CPU/GPU工作时产生的大量热量传递给散热器,导致散热器升温,在风扇作用下散热器与周围空气进行热传递,当散热器散发的热量与CPU最大功耗时产生的热量相等时,温度达到平衡稳定状态。风冷散热模组主要包含三个组成部分:

1)热管(Heat Pipes)或均热板(Vapor Chamber);

2)散热鳍片(Fins);

3)散热风扇或涡轮。

在散热风扇驱动这块,一直是森国科的强项。森国科的G1297B芯片是一款单相直流无刷马达驱动芯片,其通过PWM直接输入模式高效控制直流无刷马达运转。G1297B芯片采用紧凑型SOP直角封装,可适应多样化的现代设备,同时具备高性能、高集成度、高性价比等优势,实现了设备运行的低噪声和均匀散热,一定程度上延长使用寿命。

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芯片相关参数

内置霍尔传感器

通过内置霍尔,减少了外部所需元器件,简化了外部电路,提升了芯片的可靠性,丰富了芯片的应用场景,适应小型化需求。

电源电压电容在VCC与GND之间连接一电容,容值大于等于1.0μF的陶瓷电容,用以吸收高端续流时产生反冲电压。

PWM 振荡器输出频率

输出PWM频率由内部时钟电容值大小决定。其典型值为22kHz。

软启动时间

内置 G1287B-S1马达从低转速到高转速的软启动时间,通过设置软启动时间来减小启动电流,防止过冲电流损伤系统。

过温保护(TSD)

G1287B-S1过温保护功能。TSD有温度滞回。

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过温保护和恢复

运行过程中锁定保护和自动重启功能

当马达运行过程中被锁定时,G1297B-S1锁定保护功能将输出关断。几秒钟后,自动重启电路将重新驱动马达。如果马达依然锁定,锁定保护功能将继续保持输出关断,直到锁定解除。

过流保护(OCP)

流经马达线圈上的电流被内置电流侦测器件侦测,通过侦测其大小来阻止其大于设定的电流限制值。电流限制值大小由芯片内部限制电压和内部电流侦测器件决定。内置电流限制典型值为1.6A。

换相软切换功能

使用软切换功能,如图所示,从 out1 切换到 out2 过程中,out1 的输出占空比逐渐减小至 关闭,再切换到 out2,其占空比逐渐增大至设定值,避免了切换过程中出现大的电流过冲, 保证了电机运行中的平顺性和降低噪声。

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软切换过程

后续,森国科会根据不同的应用需求,推出多款应用方案,为合作客户赋能。



审核编辑:刘清

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原文标题:英伟达超级AI芯片运算提速30倍!强大算力背后的散热如何支撑?

文章出处:【微信号:SGKS2016,微信公众号:森国科】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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