Tempo růstu trhu s kapalinovým chlazením v příštích 10 letech je až 16 %
Odvětví, jako je vysoce výkonná výpočetní technika a školení velkých modelů umělé inteligence, spoléhají na vysoce výkonné procesory. Vzhledem k velkému množství výpočetních úloh, které musí tyto procesory zvládnout, generují obrovské množství tepla. Datová centra, která obsahují velký počet procesorů a síťových zařízení, proto generují značné množství tepla. Efektivní řešení chlazení jsou zásadní pro zamezení přehřívání procesoru a udržení optimálního výkonu.
Ve srovnání s tradičními metodami chlazení vzduchem má chlazení kapalinou vyšší účinnost odvodu tepla. Kapaliny mají vyšší tepelnou kapacitu a tepelnou vodivost, což může účinněji odvádět teplo z elektronických zařízení. Vzhledem k tomu, že moderní elektronická zařízení jsou stále výkonnější a generují více tepla, je věnována velká pozornost vývoji kapalinových chladicích systémů. kapalinové chlazení je široce používané a slibné řešení chlazení. V příštích 10 letech dosáhne složená roční míra růstu kapalinového chlazení datových center 16 %, zatímco ostatní alternativy kapalinového chlazení rovněž silně porostou.
Jedinečný diferenciační faktor studené desky spočívá v její vnitřní mikrostruktuře. V současné době je využití mikrokanálů pro řešení studených desek středem zájmu aplikací a výzkumu chlazení datových center. Mikrokanálové studené desky mohou poskytovat významnou schopnost přenosu tepla, avšak zablokování mikrokanálu způsobené usazováním malých cizích předmětů; Když je tepelný tok příliš vysoký, tekutina v mikrokanálu se změní z jednofázové na neočekávaně dvoufázovou a výsledné bubliny nelze rychle odstranit, což může způsobit lokální vysušení kanálu. Tyto problémy povedou ke snížení výkonu přenosu tepla mikrokanálové studené desky. Tradiční paralelní mikrokanálová kapalinou chlazená deska má nízkou hustotu tepelného toku a nerovnoměrné rozložení toku, takže čelí výzvě vysoce výkonného odvodu tepla serverového čipu.
Vědci proto používají různé nespojité struktury a speciální vzory kanálů k narušení hladkého toku, podpoře turbulence tekutin a zvětšení plochy přenosu tepla, aby se posílil přenos tepla studenými deskami. To však často vede k většímu poklesu tlaku, což vyžaduje pečlivý návrh mikrostruktury studené desky a simulaci dynamiky tekutin. Inovace mikrostruktury studených desek je zásadní. V současné době zlepšuje přenos tepla prostřednictvím poruch proudění a přímo integruje s balením procesoru, aby se snížil tepelný odpor rozhraní.
Tato inovativní technologie chlazení kapalinou se nazývá mikrokanálový integrovaný chladič (MC-IHS). Na 20konferenci iTherm v roce 2021 Intel poprvé představil prototyp MC-IHS v konferenčním příspěvku. Výsledky tepelného testu ukazují, že chladicí kapacita technologie MC-IHS je asi o 30 % vyšší než u standardní studené desky. Když je chladicí zátěž větší než 1000 W, Rf-in může dosáhnout asi 0,05 stupně C/W.
Kapalinové chlazení je oblíbené tepelné řešení, které nahrazuje tradiční vzduchové chlazení, aby splnilo požadavky na chlazení procesorů s vysokým tepelným tokem a serverů s vysokou hustotou. S růstem výkonu procesoru a zlepšováním integrace zařízení se však postupně zesilují nedostatky tradičních studených ploten. Proto jsou zapotřebí inovativní návrhy, které splňují požadavky na chlazení budoucích 500W nebo 1000W procesorů.
