Chladič 3D-VC, trend chlazení v éře velkých dat AI
Expanze IoT, 5G aplikací a scénářů, stejně jako rychlý vývoj modelů umělé inteligence, představují vážné výzvy pro základní výpočetní infrastrukturu hlavních operátorů a výrobců, pokud jde o odvod tepla s vysokým výkonem. Jak se vyrovnat s vysokou spotřebou energie a efektivně odvádět teplo se stalo naléhavým problémem, který je třeba vyřešit.
Konvenční tepelné řešení zahrnuje vzduchem chlazený chladič, tepelné trubice a parní komoru, ale tradiční metody rozptylu tepla zjevně nestačí k uspokojení neustále se vyvíjejících tepelných potřeb. Neustále se objevují nová řešení chlazení a jedním z nich je odvod tepla 3D-VC (3D vapor chamber). Ve srovnání s tradičními VC a tepelnými trubicemi mají 3D-VC radiátory malý rozdíl v materiálu a pracovní tekutině, přičemž měď jako materiál a čistá voda jako běžná pracovní tekutina. To, čím radiátory 3D-VC skutečně vynikají, je jejich efektivní účinnost odvádění tepla.
Tepelné trubky patří k jednorozměrným lineárním zařízením pro přenos tepla. V důsledku přítomnosti odpařovacích a kondenzačních sekcí mohou mít konvenční VC namáčecí desky více možností distribuce na dráze odvodu tepla v závislosti na jejich konstrukčních polohách. To dělá z konvenčních VC namáčecích desek dvourozměrné zařízení pro přenos tepla, ale jejich dráha rozptylu tepla je stále omezena na stejnou rovinu.
Ve srovnání s tepelnými trubicemi s jednorozměrným vedením tepla a tepelnými deskami VC s dvourozměrným vedením tepla je dráha vedení tepla u 3D-VC radiátorů trojrozměrná, trojrozměrná a nerovinná. Chladič 3D-VC využívá kombinaci VC a tepelných trubic k propojení vnitřní dutiny a dosažení zpětného toku chladiva kapilární strukturou, čímž se dokončí vedení tepla. Spojená vnitřní dutina kombinovaná se svařenými žebry tvoří celý modul pro odvod tepla, který umožňuje vícerozměrný odvod tepla v horizontálním i vertikálním směru.
Vícerozměrná chladicí cesta umožňuje 3D-VC chladičům přicházet do kontaktu s více zdroji tepla a poskytovat více cest pro odvod tepla při práci se zařízeními s vysokým výkonem. V tradičních tepelných modulech jsou tepelná trubice a VC navrženy samostatně. Vzhledem k nárůstu hodnoty tepelného odporu s rostoucí vzdáleností tepelné vodivosti není efekt odvodu tepla ideální. Radiátor 3D-VC prodlužuje tepelnou trubici do hlavního tělesa parní komory. Po připojení vakuové komory homogenizační desky VC k tepelné trubici se připojí vnitřní pracovní tekutina a radiátor 3D-VC se přímo dotýká zdroje tepla. Vertikální konstrukce heatpipe také zlepšuje rychlost přenosu tepla. Trojrozměrná struktura 3D-VC chladiče má výhody účinného odvodu tepla, rovnoměrného rozložení teploty a snížení hotspotů, což odpovídá potřebám moderních vysoce výkonných zařízení pro rychlý odvod tepla a rychlé vyrovnání teploty.
V současné době jsou 3D-VC chladiče nově vznikající metodou chlazení a poptávka po 3D-VC chladičích je v éře integrované vysoké spotřeby energie předvídatelná. Používají se hlavně v zařízeních s vysokým výkonem, jako jsou servery a základnové stanice, které vyžadují extrémně vysokou účinnost chlazení.
