सुपर कैलकुलेटर वाटर कूलिंग प्लेट माइक्रोचैनल लिक्विड कूलिंग प्लेट

सुपर कंप्यूटर के लिए वॉटर कूलिंग प्लेट एक मेटल हीट एक्सचेंज घटक है जो सीधे सीपीयू और जीपीयू जैसे उच्च-हीट-फ्लक्स चिप्स पर लगाया जाता है। इसमें सटीक आंतरिक प्रवाह चैनल होते हैं जो परिसंचारी विआयनीकृत पानी या विशेष शीतलक का उपयोग करके चिप्स से गर्मी को तेजी से हटाते हैं। फिर गर्मी को सीडीयू (कूलेंट डिस्ट्रीब्यूशन यूनिट) और आउटडोर ड्राई कूलर के माध्यम से नष्ट कर दिया जाता है, जिससे एक बंद-लूप शीतलन प्रणाली बनती है।

संपर्क इंटरफ़ेस पर उच्च-प्रदर्शन थर्मल ग्रीस या चरण परिवर्तन सामग्री (टीआईएम) लागू किया जाना चाहिए। फिक्स्चर 95% से ऊपर संपर्क अनुपात सुनिश्चित करते हैं, थर्मल प्रतिरोध को ≤0.05 डिग्री सेल्सियस/डब्ल्यू तक नियंत्रित करते हैं।

• स्किव्ड फिन/माइक्रोचैनल कूलिंग प्लेटें:0.1-1 मिमी माइक्रोचैनल या पंख तांबे या एल्यूमीनियम सब्सट्रेट पर सटीक रूप से मशीनीकृत या नक्काशीदार होते हैं। उनमें बड़े ताप विनिमय क्षेत्र और कम तापीय प्रतिरोध (0.02 डिग्री सेल्सियस/डब्ल्यू तक) की सुविधा है। एमएलसीपी (माइक्रोचैनल कूलिंग प्लेट इंटीग्रेटेड पैकेज) कूलिंग प्लेट को चिप आईएचएस के साथ एकीकृत करता है, मध्यवर्ती टीआईएम परत को खत्म करता है और थर्मल प्रतिरोध को 40% से अधिक कम करता है, जो 1500-2000 डब्ल्यू जीपीयू/सीपीयू के लिए उपयुक्त है।
• ट्यूब-एम्बेडेड कूलिंग प्लेटें:तांबे की ट्यूबों को बेस प्लेट पर मिल्ड खांचे में एम्बेड किया जाता है और वेल्डिंग द्वारा सील कर दिया जाता है। लागत माइक्रोचैनल प्रकारों की तुलना में लगभग 30% कम है, जो उन्हें मध्यम से उच्च शक्ति वाले सामान्य नोड्स के लिए उपयुक्त बनाती है, हालांकि थोड़ा अधिक स्थानीय थर्मल प्रतिरोध के साथ।
• 3डी-मुद्रित कूलिंग प्लेटें:टोपोलॉजी-अनुकूलित प्रवाह चैनलों के साथ तांबा मिश्र धातुओं का उपयोग करके एसएलएम तकनीक के माध्यम से उत्पादित। जटिल चैनलों को अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे गर्मी अपव्यय दक्षता में 30% तक सुधार होता है, लेकिन उच्च बड़े पैमाने पर उत्पादन लागत अनुकूलित सुपर कंप्यूटर घटकों के उपयोग को सीमित करती है।
• ब्लो/एक्सट्रूडेड कूलिंग प्लेटें:कम लागत और उच्च उत्पादन गति, लेकिन सीमित थर्मल प्रदर्शन; आमतौर पर कोर कंप्यूटिंग चिप्स के लिए उपयोग नहीं किया जाता है।

• सामग्री:कॉपर (थर्मल कंडक्टिविटी 401 W/(m*K), हीट एक्सचेंज के लिए पसंदीदा), एल्यूमीनियम (सहायक घटकों के लिए हल्का और कम लागत)। उच्च-स्तरीय मॉडल तापीय चालकता और तापीय विस्तार के गुणांक को संतुलित करने के लिए तांबे-टंगस्टन मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं।
• सीलिंग एवं सुरक्षा:दोहरी ओ-रिंग्स + वैक्यूम ब्रेज़िंग, रिसाव दर <10⁻⁶ एमएल/एच। दबाव/तरल रिसाव सेंसर और स्वचालित शट-ऑफ वाल्व से सुसज्जित।
• शीतलक:विआयनीकृत पानी (कम लागत, उच्च विशिष्ट ताप क्षमता), जल-ग्लाइकोल (एंटीफ्ीज़), इलेक्ट्रॉनिक फ्लोरिनेटेड तरल पदार्थ (रिसाव-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए इन्सुलेशन)।
• सीडीयू और नियंत्रण:तापमान नियंत्रण सटीकता ±0.5 डिग्री सेल्सियस, चिप्स के बीच अत्यधिक तापमान अंतर से बचने के लिए समायोज्य प्रवाह दर।
• ऊष्मीय प्रदर्शन:ताप प्रवाह घनत्व 100 W/cm²+ तक, चिप सतह तापमान अंतर <5 डिग्री सेल्सियस।

शिखर सम्मेलन / सिएरा (ओक रिज / लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी, यूएसए):सभी सीपीयू और जीपीयू के लिए डायरेक्ट कूलिंग के साथ हाइब्रिड कूलिंग अपनाएं। कूलिंग प्लेटें 90% ताप भार को संभालती हैं। ठंडे पानी का तापमान 40 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, जिससे सिस्टम की ऊर्जा खपत काफी कम हो जाती है।

नई पीढ़ी के घरेलू एक्सास्केल सुपरकंप्यूटर:कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग का व्यापक रूप से उपयोग करें। कुछ लोग एमएलसीपी और दो-चरण कूलिंग (चरण-परिवर्तन तरल पदार्थों की उबलते गर्मी अवशोषण) को अपनाते हैं, जिससे शीतलन दक्षता में सुधार होता है और पंप बिजली की खपत 30% -60% तक कम हो जाती है।

• लागत और विनिर्माण:माइक्रोचैनल और एमएलसीपी को अत्यधिक उच्च मशीनिंग परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, और उपज सीधे लागत को प्रभावित करती है।
• रखरखाव:लंबे समय तक संचालन के लिए जंग और गंदगी को रोकने के लिए उच्च शीतलक शुद्धता और साफ पाइपलाइनों की आवश्यकता होती है।
• रुझान:कूलिंग प्लेट्स और चिप पैकेजिंग का एकीकरण, दो-चरण कूलिंग, हाइब्रिड विसर्जन + कोल्ड प्लेट समाधान, और सीडीयू प्रवाह और तापमान के लिए एआई-आधारित पूर्वानुमान नियंत्रण।