CPU/GPU pinottu kylmälevyjäähdytystekniikka
Fujikura kehittää ainutlaatuista pinottua jäähdytyslevyä seuraavan sukupolven CPU/GPU:n jäähdytyskomponentiksi. Kylmälevyjä, joissa on mikrokanavariparakenteita, kierrätettävää vettä ja jäähdytysnestettä, on käytetty laajalti tehokkaiden CPU-/GPU-suorittimien jäähdyttämiseen. Ohuempia mikrokanavaripoja käyttämällä ja evien lukumäärää lisäämällä voidaan parantaa kylmälevyn suorituskykyä. Evien ohuutta rajoittavat kuitenkin materiaalien fysikaaliset ominaisuudet ja perinteiset prosessointimenetelmät, joten uusia kylmälevyteknologioita on tutkittava.
Siksi Fujikura käytti kehittyneitä lämpösuunnittelumenetelmiä, mukaan lukien topologian optimointia ja metallinsidontatekniikkaa kehittääkseen uudenlaisen kylmälevyn, jolla on ainutlaatuinen rakenne. Tämä uudentyyppinen kylmälevy muodostetaan laminoimalla ja liimaamalla ohuita metallilevyjä, joilla on suuri määrä lyhyitä virtauskanavaominaisuuksia tyhjiökootuksella. Sen sisäisessä rakenteessa on suuri määrä kolmiulotteisia kapeita ja lyhyitä virtauskanavia, joilla on korkea lämmönsiirtokerroin ja suurempi tehollinen lämmönsiirtoala tilavuusyksikköä kohti.
Perinteisiin samankokoisiin kylmälevyihin verrattuna uusi kylmälevy vähentää lämpövastusta yli 20 %, säästää tilaa ja saavuttaa tehokkaan jäähdytyksen, jonka odotetaan ratkaisevan jäähdytysongelmia erilaisissa HPC- ja datakeskussovelluksissa.
Tämän tyyppistä laminoitua kylmälevyä voidaan valmistaa tyhjiöjuottolaitteistossa. Laitteen tyhjiökorkealämpötilaisessa uunissa metallilevyjen väliin täytetty alemman sulamispisteen metalli sulatetaan kapillaaritoiminnalla kylmälevyjen liitoksiin, jolloin siististi pinotut monikerroksiset metallilevyt tiivistyvät. Tyhjiöllä poistetaan ilmakehä korkean lämpötilan uunista, mikä estää oksidien muodostumisen yleisen juotosprosessin aikana. Jos tyhjiöympäristöä ei ole, tarvitaan sulatetta muodostuvan liitoksen suojaamiseen, ja tyhjiökuotolla voidaan muodostaa erittäin vahvoja liitoksia ilman juotosvirtausta, mikä voi varmistaa hitsatun tarkkuusrakenteen puhtauden.
Nopeamman tiedonkäsittelyn ja monimutkaisemman laskennan kasvavan kysynnän vuoksi palvelinkeskusten prosessorien ja grafiikkasuorittimien virrankulutus jatkaa kasvuaan, mikä asettaa teollisuudelle merkittäviä haasteita siitä syntyvän lämmön hallinnassa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi teollisuus ottaa käyttöön erilaisia teknologisia strategioita kylmälevyjen suorituskyvyn parantamiseksi. Näihin parannuksiin kuuluu lämpöä johtavien materiaalien optimointi, levyn sisällä olevan mikrokanavarakenteen jalostaminen ja yleisen suunnittelun parantaminen lämmönlähteen kanssa kosketuksissa olevan pinta-alan lisäämiseksi.
