Темпи зростання ринку рідинного охолодження в наступні 10 років досягнуть 16%
Такі галузі, як високопродуктивне обчислення та навчання великих моделей штучного інтелекту, покладаються на високопродуктивні процесори. Через велику кількість обчислювальних завдань, які повинні виконувати ці процесори, вони виділяють величезну кількість тепла. Тому центри обробки даних, які вміщують велику кількість процесорів і мережевих пристроїв, виділяють значну кількість тепла. Ефективні рішення для охолодження мають вирішальне значення для запобігання перегріву процесора та підтримки оптимальної продуктивності.
У порівнянні з традиційними методами повітряного охолодження рідинне охолодження має вищу ефективність розсіювання тепла. Рідини мають вищу теплоємність і теплопровідність, що може ефективніше відводити тепло від електронних пристроїв. Оскільки сучасні електронні пристрої стають дедалі потужнішими та виділяють більше тепла, розробці рідинних систем охолодження приділяється велика увага. Рідинне охолодження є широко використовуваним і перспективним рішенням для охолодження. У наступні 10 років сукупний річний темп зростання рідинного охолодження центрів обробки даних досягне 16%, тоді як інші альтернативи рідинного охолодження також значно зростуть.
Унікальний фактор диференціації холодної пластини полягає в її внутрішній мікроструктурі. В даний час використання мікроканалів для рішень холодної пластини є центром охолодження центрів обробки даних і досліджень. Мікроканальні холодні пластини можуть забезпечити значну теплопередачу, однак блокування мікроканалів спричинене осадженням дрібних сторонніх предметів; Коли тепловий потік занадто високий, рідина в мікроканалі змінюється з однофазної на неочікувану двофазну, і бульбашки, що утворюються, не можуть бути швидко видалені, що може спричинити локальне висихання каналу. Ці проблеми призведуть до зниження ефективності теплопередачі мікроканальної холодної пластини. Традиційна пластина з паралельним мікроканальним рідинним охолодженням має низьку щільність теплового потоку та нерівномірний розподіл потоку, що стикається з проблемою розсіювання тепла високопродуктивного серверного чіпа.
Тому дослідники використовують різні розривні структури та спеціальні моделі каналів, щоб порушити плавний потік, сприяти турбулентності рідини та збільшити площу теплопередачі, щоб посилити теплопередачу холодної пластини. Однак це часто призводить до більшого падіння тиску, що вимагає ретельного проектування мікроструктури холодної пластини та моделювання динаміки рідини. Інноваційна мікроструктура холодної пластини має вирішальне значення. Наразі покращується передача тепла через збурення потоку та безпосередньо інтегрується з корпусом процесора для зменшення теплового опору інтерфейсу.
Цей інноваційний дизайн технології рідинного охолодження називається інтегрованим мікроканальним радіатором (MC-IHS). На 20-й конференції iTherm у 2021 році Intel вперше представила прототип MC-IHS у доповіді на конференції. Результати теплових випробувань показують, що холодопродуктивність технології MC-IHS приблизно на 30% вища, ніж у стандартної холодної пластини. Коли охолоджувальне навантаження перевищує 1000 Вт, Rf-in може досягати приблизно 0,05 градуса C/Вт.
Рідинне охолодження є популярним тепловим рішенням, яке замінює традиційне повітряне охолодження для задоволення потреб в охолодженні процесорів із високим тепловим потоком і серверів високої щільності. Однак із зростанням потужності процесора та вдосконаленням інтеграції пристроїв недоліки традиційних холодних пластин поступово посилюються. Тому необхідні інноваційні конструкції, щоб задовольнити потреби в охолодженні майбутніх процесорів 500 або 1000 Вт.
