Định nghĩa cốt lõi & Nguyên lý hoạt động

Cấu trúc chính & Quy trình sản xuất

• Tấm làm mát vây xẻ / vi kênh (phổ biến cho siêu máy tính): Các vi kênh hoặc vây có kích thước 0,1-1 mm được gia công hoặc khắc chính xác trên đế đồng hoặc nhôm. Chúng có diện tích trao đổi nhiệt lớn và điện trở nhiệt thấp (xuống tới 0,02 °C/W). MLCP (Tấm làm mát vi kênh tích hợp) tích hợp thêm tấm làm mát với IHS của chip, loại bỏ lớp TIM trung gian và giảm điện trở nhiệt hơn 40%, phù hợp với GPU/CPU 1500-2000 W.
• Tấm làm mát nhúng ống: Các ống đồng được nhúng vào các rãnh phay trên tấm đế và được hàn kín. Chi phí thấp hơn khoảng 30% so với loại vi kênh, làm cho chúng phù hợp với các nút chung có công suất trung bình đến cao, mặc dù có điện trở nhiệt cục bộ cao hơn một chút.
• Tấm làm mát in 3D: Sản xuất bằng công nghệ SLM sử dụng hợp kim đồng với các kênh lưu thông được tối ưu hóa cấu trúc. Các kênh phức tạp có thể được tùy chỉnh, cải thiện hiệu quả tản nhiệt lên 30%, nhưng chi phí sản xuất hàng loạt cao giới hạn việc sử dụng cho các thành phần siêu máy tính tùy chỉnh.
• Tấm làm mát thổi / ép đùn: Chi phí thấp và tốc độ sản xuất cao, nhưng hiệu suất nhiệt bị hạn chế; thường không được sử dụng cho các chip tính toán cốt lõi.

Thông số kỹ thuật chính & Hỗ trợ hệ thống

• Vật liệu: Đồng (độ dẫn nhiệt 401 W/(m·K), ưu tiên cho trao đổi nhiệt), nhôm (nhẹ và chi phí thấp cho các thành phần phụ trợ). Các mẫu cao cấp sử dụng hợp kim đồng-tungsten để cân bằng độ dẫn nhiệt và hệ số giãn nở nhiệt.
• Niêm phong & an toàn: Vòng đệm O-ring kép + hàn chân không, tỷ lệ rò rỉ < 10⁻⁶ mL/h. Được trang bị cảm biến áp suất / rò rỉ chất lỏng và van tự động ngắt.Chất làm mát
• : Nước khử ion (chi phí thấp, nhiệt dung riêng cao), nước-glycol (chống đông), chất lỏng flo điện tử (cách điện, cho các ứng dụng nhạy cảm với rò rỉ).CDU & điều khiển
• : Độ chính xác kiểm soát nhiệt độ ±0,5 °C, lưu lượng có thể điều chỉnh để tránh chênh lệch nhiệt độ quá mức giữa các chip.Hiệu suất nhiệt
• : Mật độ luồng nhiệt lên tới 100 W/cm²+, chênh lệch nhiệt độ bề mặt chip < 5 °C.Ứng dụng siêu máy tính điển hìnhSummit / Sierra (Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge / Lawrence Livermore, Hoa Kỳ)

: Áp dụng làm mát hỗn hợp với làm mát trực tiếp cho tất cả CPU và GPU. Tấm làm mát xử lý 90% tải nhiệt. Nhiệt độ nước làm mát vượt quá 40 °C, giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống.

• Siêu máy tính exascale thế hệ mới trong nước (ví dụ: các mẫu tiếp theo của Sunway, Tianhe): Sử dụng rộng rãi làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh. Một số áp dụng MLCP và làm mát hai pha (hấp thụ nhiệt sôi của chất lỏng thay đổi pha), cải thiện hơn nữa hiệu quả làm mát và giảm tiêu thụ điện năng của bơm từ 30%–60%.
• Thách thức & Xu hướng phát triểnChi phí & sản xuất

: Vi kênh và MLCP đòi hỏi độ chính xác gia công cực cao, và năng suất ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí.

• Bảo trì: Hoạt động lâu dài đòi hỏi độ tinh khiết của chất làm mát cao và đường ống sạch để ngăn ngừa ăn mòn và đóng cặn.
• Xu hướng: Tích hợp tấm làm mát và đóng gói chip, làm mát hai pha, giải pháp ngâm hỗn hợp + tấm lạnh và điều khiển dự đoán dựa trên AI cho lưu lượng và nhiệt độ CDU.