Βασικός ορισμός και αρχή λειτουργίας

Βασικές δομές και διαδικασίες παραγωγής

• Πλάκες ψύξης με σχιστή πτερύγα / μικροκάναλο (κεντρικό για υπερυπολογιστές)Τα μικροκανάλια ή τα πτερύγια μήκους 0,01 mm είναι επεξεργασμένα με ακρίβεια ή χαραγμένα σε υπόστρωμα χαλκού ή αλουμινίου.MLCP (Microchannel Cooling Plate Integrated Package) ενσωματώνει περαιτέρω την πλάκα ψύξης με το τσιπ IHS, που εξαλείφει το ενδιάμεσο στρώμα TIM και μειώνει τη θερμική αντίσταση κατά περισσότερο από 40%, κατάλληλο για GPU/CPU 1500~2000 W.
• Πλάκες ψύξης ενσωματωμένες σε σωλήνες: Οι σωλήνες χαλκού ενσωματώνονται σε φρεαρισμένες αυλακώσεις στην πλάκα βάσης και σφραγίζονται με συγκόλληση.,Αν και με ελαφρώς υψηλότερη τοπική θερμική αντίσταση.
• Πλάκες ψύξης με 3D εκτύπωση: Κατασκευάζεται με τεχνολογία SLM χρησιμοποιώντας κράματα χαλκού με βελτιστοποιημένα για την τοπολογία κανάλια ροής.αλλά τα υψηλά κόστη μαζικής παραγωγής περιορίζουν τη χρήση σε εξατομικευμένα εξαρτήματα υπερυπολογιστών.
• Πλάκες ψύξης με φούσκωμα/εκτόξευση: Χαμηλό κόστος και υψηλή ταχύτητα παραγωγής, αλλά περιορισμένη θερμική απόδοση· γενικά δεν χρησιμοποιείται για πυρήνες υπολογιστικών τσιπ.

Βασικές τεχνικές προδιαγραφές και υποστήριξη συστήματος

• Υλικά: Χαλκός (θερμική αγωγιμότητα 401 W/m·K), προτιμάται για την ανταλλαγή θερμότητας), αλουμίνιο (ελαφρύ βάρος και χαμηλό κόστος για βοηθητικά εξαρτήματα).Τα μοντέλα υψηλής τεχνολογίας χρησιμοποιούν κράματα χαλκού-τουλφραμίου για να εξισορροπήσουν τη θερμική αγωγιμότητα και τον συντελεστή θερμικής διαστολής.
• Σφραγισμός και ασφάλεια: Δύο δαχτυλίδια O + συγκόλληση υπό κενό, ρυθμός διαρροής < 10−6 ml/h. Εξοπλισμένο με αισθητήρες πίεσης/διαρροής υγρού και βαλβίδες αυτόματης διακοπής.
• Υλικά ψύξης: Αποιονισμένο νερό (χαμηλό κόστος, υψηλή ειδική θερμική χωρητικότητα), υδρογλυκόλη (αντιψυκτικό), ηλεκτρονικό φθοριούχο υγρό (μονωτικό, για εφαρμογές ευαίσθητες στις διαρροές).
• CDU & έλεγχος: ακρίβεια ελέγχου θερμοκρασίας ±0,5 °C, ρυθμιζόμενη ροή για την αποφυγή υπερβολικών διαφορών θερμοκρασίας μεταξύ των τσιπ.
• Θερμική απόδοση: πυκνότητα ροής θερμότητας έως 100 W/cm2+, διαφορά θερμοκρασίας επιφάνειας θραύσιμου < 5 °C.

Τυπικές εφαρμογές υπερυπολογιστών

• Summit / Sierra (Oak Ridge / Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore, ΗΠΑ): Υιοθετήστε υβριδική ψύξη με άμεση ψύξη για όλες τις CPU και GPU. Οι πλάκες ψύξης χειρίζονται το 90% του θερμικού φορτίου.
• Εθνικοί υπερυπολογιστές έκας κλίμακας νέας γενιάς (π.χ. παρακάτω μοντέλα της Sunway, της Tianhe): Χρησιμοποιείται ευρέως η ψύξη υγρού με ψύξη ψύξης.περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης ψύξης και μείωση της κατανάλωσης ισχύος αντλίας κατά 30%~60%.

Προκλήσεις και τάσεις ανάπτυξης

• Κόστος και κατασκευή: Τα μικροκάναλα και το MLCP απαιτούν εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια επεξεργασίας και η απόδοση επηρεάζει άμεσα το κόστος.
• Διατήρηση: Η μακροχρόνια λειτουργία απαιτεί υψηλή καθαρότητα ψυκτικού και καθαρούς αγωγούς για την αποφυγή διάβρωσης και μόλυνσης.
• Τάσεις: Ενσωμάτωση πλακών ψύξης και συσκευασίας τσιπ, δικοφασική ψύξη, υβριδική βύθιση + λύσεις ψύξης πλακών και προγνωστικός έλεγχος για την ροή και τη θερμοκρασία CDU με βάση την τεχνητή νοημοσύνη.