Nestejäähdytysmarkkinoiden kasvuvauhti seuraavan 10 vuoden aikana on jopa 16 %

Toimialat, kuten korkean suorituskyvyn tietojenkäsittely ja tekoälyn suurten mallien koulutus, luottavat korkean suorituskyvyn prosessoreihin. Koska näiden prosessorien on käsiteltävä paljon laskentatehtäviä, ne tuottavat valtavia määriä lämpöä. Siksi datakeskukset, joihin mahtuu suuri määrä prosessoreita ja verkkolaitteita, tuottavat huomattavan määrän lämpöä. Tehokkaat jäähdytysratkaisut ovat ratkaisevan tärkeitä prosessorin ylikuumenemisen estämisessä ja optimaalisen suorituskyvyn ylläpitämisessä.

Perinteisiin ilmajäähdytysmenetelmiin verrattuna nestejäähdytyksellä on suurempi lämmönpoistotehokkuus. Nesteiden lämpökapasiteetti ja lämmönjohtavuus ovat korkeammat, mikä voi tehokkaammin poistaa lämpöä elektronisista laitteista. Kun nykyaikaiset elektroniset laitteet tulevat yhä tehokkaammiksi ja tuottavat enemmän lämpöä, nestejäähdytysjärjestelmien kehittämiseen on kiinnitetty paljon huomiota. nestejäähdytys on laajalti käytetty ja lupaava jäähdytysratkaisu. Seuraavan 10 vuoden aikana konesalin nestejäähdytyksen vuosikasvu nousee 16 prosenttiin, ja myös muut nestejäähdytysvaihtoehdot kasvavat voimakkaasti.

Kylmälevyn ainutlaatuinen erotustekijä on sen sisäisessä mikrorakenteessa. Tällä hetkellä konesalien jäähdytyssovellusten ja tutkimuksen painopiste on mikrokanavien käyttö kylmälevyratkaisuissa. Mikrokanavaiset kylmälevyt voivat tarjota merkittävää lämmönsiirtokykyä, mutta pienten vieraiden esineiden kerrostumisen aiheuttama mikrokanavan tukos; Kun lämpövirta on liian suuri, mikrokanavan neste muuttuu yksivaiheisesta odottamattomaksi kaksivaiheiseksi, eikä muodostuneita kuplia voida nopeasti poistaa, mikä voi aiheuttaa kanavan paikallista kuivumista. Nämä ongelmat johtavat mikrokanavakylmälevyn lämmönsiirtokyvyn heikkenemiseen. Perinteisellä rinnakkaisella mikrokanavaisella nestejäähdytteisellä levyllä on alhainen lämpövuon tiheys ja epätasainen virtauksen jakautuminen, mikä kohtaa haasteen korkean suorituskyvyn palvelinsirun lämmön hajauttamisesta.

Siksi tutkijat käyttävät erilaisia ​​epäjatkuvia rakenteita ja erityisiä kanavakuvioita häiritsemään tasaista virtausta, edistämään nesteen turbulenssia ja lisäämään lämmönsiirtoaluetta kylmälevylämmönsiirron vahvistamiseksi. Tämä johtaa kuitenkin usein suurempaan painehäviöön, mikä vaatii huolellista kylmälevyn mikrorakenteen suunnittelua ja nestedynamiikan simulointia. Kylmälevyn mikrorakenteen innovaatio on ratkaisevan tärkeää. Tällä hetkellä lämmönsiirtoa tehostetaan virtaushäiriöiden kautta ja integroidaan suoraan prosessorin pakkaukseen rajapinnan lämpövastuksen vähentämiseksi.

Tätä innovatiivista nestejäähdytysteknologiaa kutsutaan mikrokanavalla integroiduksi jäähdytyselementiksi (MC-IHS). Intel esitteli MC-IHS-prototyypin 20. iTherm-konferenssissa vuonna 2021 ensimmäistä kertaa konferenssipaperissa. Lämpötestin tulokset osoittavat, että MC-IHS-tekniikan jäähdytysteho on noin 30 % suurempi kuin tavallisen kylmälevyn. Kun jäähdytyskuorma on suurempi kuin 1000 W, Rf-in voi saavuttaa noin 0,05 astetta C/W.

Nestejäähdytys on suosittu lämpöratkaisu, joka korvaa perinteisen ilmajäähdytyksen ja vastaa korkean lämpövuon prosessorien ja suuritiheyksisten palvelimien jäähdytystarpeisiin. Suorittimen tehon kasvaessa ja laiteintegraation parantuessa perinteisten kylmälevyjen puutteet kuitenkin vahvistuvat vähitellen. Siksi tarvitaan innovatiivisia malleja tulevien 500 W tai 1000 W prosessorien jäähdytystarpeiden täyttämiseksi.