Máy tính siêu máy tính Máy làm mát nước Máy làm mát chất lỏng microchannel

Một tấm làm mát bằng nước cho siêu máy tính là một thành phần trao đổi nhiệt kim loại được gắn trực tiếp trên chip lưu lượng nhiệt cao như CPU và GPU.Nó chứa các kênh dòng chảy nội bộ chính xác nhanh chóng loại bỏ nhiệt từ các chip bằng cách sử dụng nước phi ion hóa lưu thông hoặc chất làm mát đặc biệtNhiệt sau đó được phân tán thông qua một CDU (Đơn vị phân phối chất làm mát) và máy làm mát khô ngoài trời, tạo thành một hệ thống làm mát vòng kín.

Chất mỡ nhiệt hiệu suất cao hoặc vật liệu thay đổi pha (TIM) phải được áp dụng cho giao diện tiếp xúc.

• Các tấm làm mát bằng vây / microchannel:0.1-1 mm microchannels hoặc vây được chế biến chính xác hoặc khắc trên nền đồng hoặc nhôm. Chúng có diện tích trao đổi nhiệt lớn và kháng nhiệt thấp (tới 0,02 °C / W).MLCP (Microchannel Cooling Plate Integrated Package) tiếp tục tích hợp tấm làm mát với chip IHS, loại bỏ lớp TIM trung gian và giảm kháng nhiệt hơn 40%, phù hợp với GPU / CPU 1500-2000 W.
• Các tấm làm mát được nhúng ống:Các ống đồng được nhúng vào các rãnh mài trên tấm nền và được niêm phong bằng cách hàn. Chi phí thấp hơn khoảng 30% so với các loại microchannel, làm cho chúng phù hợp với các nút chung công suất trung bình đến cao,mặc dù có sức đề kháng nhiệt địa phương cao hơn một chút.
• Các tấm làm mát in 3D:Được sản xuất thông qua công nghệ SLM sử dụng hợp kim đồng với các kênh dòng chảy tối ưu hóa theo topology. Các kênh phức tạp có thể được tùy chỉnh, cải thiện hiệu quả tiêu hao nhiệt 30%nhưng chi phí sản xuất hàng loạt cao hạn chế sử dụng các thành phần siêu máy tính tùy chỉnh.
• Bảng làm mát thổi / ép:Chi phí thấp và tốc độ sản xuất cao, nhưng hiệu suất nhiệt hạn chế; thường không được sử dụng cho chip máy tính cốt lõi.

• Vật liệu:Đồng (khả năng dẫn nhiệt 401 W/ ((m * K), được ưa thích cho trao đổi nhiệt), nhôm (dáng nhẹ và chi phí thấp cho các thành phần phụ trợ).Các mô hình cao cấp sử dụng hợp kim đồng-tungsten để cân bằng độ dẫn nhiệt và hệ số mở rộng nhiệt.
• Bấm kín & an toàn:Hai vòng O + hàn chân không, tỷ lệ rò rỉ < 10−6 mL/h. Được trang bị cảm biến rò rỉ áp suất / chất lỏng và van tắt tự động.
• Các chất làm mát:Nước phi ion hóa (chi phí thấp, công suất nhiệt cụ thể cao), water-glycol (chống đông lạnh), chất lỏng fluor hóa điện tử (cô lập, cho các ứng dụng nhạy cảm với rò rỉ).
• CDU & kiểm soát:Độ chính xác điều khiển nhiệt độ ± 0,5 °C, tốc độ dòng chảy có thể điều chỉnh để tránh sự khác biệt nhiệt độ quá mức giữa các chip.
• Hiệu suất nhiệt:Mật độ lưu lượng nhiệt lên đến 100 W/cm2+, sự khác biệt nhiệt độ bề mặt chip < 5 °C.

Hội nghị thượng đỉnh / Sierra (Oak Ridge / Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, Mỹ):Sử dụng làm mát lai với làm mát trực tiếp cho tất cả các CPU và GPU. Bảng làm mát xử lý 90% tải trọng nhiệt. Nhiệt độ nước làm mát vượt quá 40 ° C, làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng hệ thống.

Máy siêu máy tính gia đình thế hệ mới:Sử dụng rộng rãi làm mát chất lỏng tấm lạnh. Một số áp dụng MLCP và làm mát hai pha (thâm thụ nhiệt đun sôi của chất lỏng thay đổi pha),cải thiện hiệu quả làm mát hơn nữa và giảm tiêu thụ năng lượng bơm 30% -60%.

• Chi phí & sản xuất:Microchannel và MLCP đòi hỏi độ chính xác gia công cực kỳ cao, và năng suất ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí.
• Bảo trì:Hoạt động lâu dài đòi hỏi độ tinh khiết chất làm mát cao và đường ống sạch để ngăn ngừa ăn mòn và bẩn.
• Xu hướng:Tích hợp các tấm làm mát và bao bì chip, làm mát hai giai đoạn, ngâm lai + các giải pháp tấm lạnh và điều khiển dự đoán dựa trên AI cho dòng chảy và nhiệt độ CDU.