Pelat Pendingin Air Kalkulator Super Pelat Pendingin Cair Mikrokanal

Pelat pendingin air untuk superkomputer adalah komponen penukar panas logam yang dipasang langsung ke chip fluks panas tinggi seperti CPU dan GPU. Ini berisi saluran aliran internal presisi yang dengan cepat menghilangkan panas dari chip menggunakan sirkulasi air deionisasi atau cairan pendingin khusus. Panas kemudian dibuang melalui CDU (Coolant Distribution Unit) dan pendingin kering luar ruangan, membentuk sistem pendingin loop tertutup.

Pelumas termal berkinerja tinggi atau bahan pengubah fasa (TIM) harus diterapkan pada antarmuka kontak. Perlengkapan memastikan rasio kontak di atas 95%, mengendalikan ketahanan termal hingga ≤0,05 °C/W.

• Pelat pendingin sirip / saluran mikro yang dikikis:Saluran mikro atau sirip berukuran 0,1-1 mm dibuat dengan mesin presisi atau diukir pada substrat tembaga atau aluminium. Mereka memiliki area pertukaran panas yang besar dan ketahanan termal yang rendah (hingga 0,02 °C/W). MLCP (Paket Terintegrasi Pelat Pendingin Saluran Mikro) selanjutnya mengintegrasikan pelat pendingin dengan chip IHS, menghilangkan lapisan TIM perantara dan mengurangi ketahanan termal lebih dari 40%, cocok untuk GPU/CPU 1500-2000 W.
• Pelat pendingin yang tertanam dalam tabung:Tabung tembaga tertanam ke dalam alur giling pada pelat dasar dan disegel dengan pengelasan. Biayanya sekitar 30% lebih rendah dibandingkan jenis saluran mikro, sehingga cocok untuk node umum berdaya menengah hingga tinggi, meskipun dengan ketahanan termal lokal yang sedikit lebih tinggi.
• Pelat pendingin cetak 3D:Diproduksi melalui teknologi SLM menggunakan paduan tembaga dengan saluran aliran yang dioptimalkan topologi. Saluran yang kompleks dapat disesuaikan, meningkatkan efisiensi pembuangan panas sebesar 30%, namun biaya produksi massal yang tinggi membatasi penggunaan komponen superkomputer yang disesuaikan.
• Pelat pendingin yang ditiup / diekstrusi:Biaya rendah dan kecepatan produksi tinggi, tetapi kinerja termal terbatas; umumnya tidak digunakan untuk chip komputasi inti.

• Bahan:Tembaga (konduktivitas termal 401 W/(m*K), lebih disukai untuk pertukaran panas), aluminium (ringan dan murah untuk komponen tambahan). Model kelas atas menggunakan paduan tembaga-tungsten untuk menyeimbangkan konduktivitas termal dan koefisien ekspansi termal.
• Penyegelan & keamanan:Cincin-O ganda + pematrian vakum, laju kebocoran < 10⁻⁶ mL/jam. Dilengkapi dengan sensor tekanan/kebocoran cairan dan katup penutup otomatis.
• Pendingin:Air deionisasi (biaya rendah, kapasitas panas spesifik tinggi), air-glikol (antibeku), cairan fluorinasi elektronik (isolasi, untuk aplikasi yang sensitif terhadap kebocoran).
• CDU & kontrol:Akurasi kontrol suhu ±0,5 °C, laju aliran yang dapat disesuaikan untuk menghindari perbedaan suhu yang berlebihan antar chip.
• Kinerja termal:Kerapatan fluks panas hingga 100 W/cm²+, perbedaan suhu permukaan chip < 5 °C.

Summit / Sierra (Laboratorium Nasional Oak Ridge / Lawrence Livermore, AS):Mengadopsi pendinginan hybrid dengan pendinginan langsung untuk semua CPU dan GPU. Pelat pendingin menangani 90% beban panas. Suhu air pendingin melebihi 40 °C, sehingga sangat mengurangi konsumsi energi sistem.

Superkomputer exascale domestik generasi baru:Banyak menggunakan pendingin cairan pelat dingin. Beberapa mengadopsi MLCP dan pendinginan dua fase (penyerapan panas mendidih dari cairan perubahan fase), yang selanjutnya meningkatkan efisiensi pendinginan dan mengurangi konsumsi daya pompa sebesar 30%-60%.

• Biaya & produksi:Microchannel dan MLCP memerlukan presisi pemesinan yang sangat tinggi, dan hasil secara langsung memengaruhi biaya.
• Pemeliharaan:Pengoperasian jangka panjang memerlukan kemurnian cairan pendingin yang tinggi dan saluran pipa yang bersih untuk mencegah korosi dan pengotoran.
• Tren:Integrasi pelat pendingin dan pengemasan chip, pendinginan dua fase, solusi perendaman hybrid + pelat dingin, dan kontrol prediktif berbasis AI untuk aliran dan suhu CDU.