Tốc độ tăng trưởng của thị trường tản nhiệt nước trong 10 năm tới cao tới 16%
Các ngành như điện toán hiệu năng cao và đào tạo mô hình lớn trí tuệ nhân tạo dựa vào bộ xử lý hiệu suất cao. Do khối lượng lớn các tác vụ tính toán mà các bộ xử lý này cần xử lý nên chúng tạo ra lượng nhiệt rất lớn. Do đó, các trung tâm dữ liệu chứa một số lượng lớn bộ xử lý và thiết bị mạng sẽ tạo ra một lượng nhiệt đáng kể. Các giải pháp làm mát hiệu quả rất quan trọng để ngăn chặn tình trạng quá nhiệt của bộ xử lý và duy trì hiệu suất tối ưu.
So với các phương pháp làm mát không khí truyền thống, làm mát bằng chất lỏng có hiệu suất tản nhiệt cao hơn. Chất lỏng có công suất nhiệt và độ dẫn nhiệt cao hơn, có thể loại bỏ nhiệt khỏi các thiết bị điện tử hiệu quả hơn. Khi các thiết bị điện tử hiện đại ngày càng trở nên mạnh mẽ và tạo ra nhiều nhiệt hơn thì việc phát triển hệ thống làm mát bằng chất lỏng nhận được rất nhiều sự quan tâm. làm mát bằng chất lỏng là một giải pháp làm mát được sử dụng rộng rãi và đầy hứa hẹn. Trong 10 năm tới, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm của việc làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu sẽ đạt 16%, trong khi các giải pháp làm mát bằng chất lỏng khác cũng sẽ tăng trưởng mạnh mẽ.
Yếu tố khác biệt duy nhất của tấm lạnh nằm ở cấu trúc vi mô bên trong của nó. Hiện nay, việc sử dụng vi kênh cho các giải pháp tấm lạnh là trọng tâm của nghiên cứu và ứng dụng làm mát trung tâm dữ liệu. Tấm lạnh vi kênh có thể cung cấp khả năng truyền nhiệt đáng kể, tuy nhiên, tắc nghẽn vi kênh gây ra bởi sự lắng đọng của các vật thể nhỏ bên ngoài; Khi dòng nhiệt quá cao, chất lỏng trong vi kênh sẽ chuyển từ một pha sang hai pha không mong muốn và các bong bóng sinh ra không thể được loại bỏ nhanh chóng, điều này có thể gây khô cục bộ kênh. Những vấn đề này sẽ dẫn đến giảm hiệu suất truyền nhiệt của tấm lạnh vi kênh. Tấm làm mát bằng chất lỏng vi kênh song song truyền thống có mật độ dòng nhiệt thấp và phân bố dòng chảy không đồng đều, đối mặt với thách thức tản nhiệt chip máy chủ hiệu suất cao.
Do đó, các nhà nghiên cứu sử dụng nhiều cấu trúc không liên tục và các mẫu kênh đặc biệt để phá vỡ dòng chảy trơn tru, thúc đẩy sự hỗn loạn của chất lỏng và tăng diện tích truyền nhiệt để tăng cường truyền nhiệt tấm lạnh. Tuy nhiên, điều này thường dẫn đến giảm áp suất lớn hơn, đòi hỏi phải thiết kế vi cấu trúc tấm lạnh cẩn thận và mô phỏng động lực học chất lỏng. Sự đổi mới của vi cấu trúc tấm lạnh là rất quan trọng. Hiện tại, tăng cường truyền nhiệt thông qua nhiễu loạn dòng chảy và tích hợp trực tiếp với bao bì bộ xử lý để giảm khả năng cản nhiệt của giao diện.
Thiết kế công nghệ làm mát bằng chất lỏng tiên tiến này được gọi là tản nhiệt tích hợp vi kênh (MC-IHS). Tại 0Hội nghị iTherm lần thứ 2 năm 2021, Intel lần đầu tiên giới thiệu nguyên mẫu MC-IHS trong một bài báo hội nghị. Kết quả thử nghiệm nhiệt cho thấy, khả năng làm mát của công nghệ MC-IHS cao hơn tấm lạnh tiêu chuẩn khoảng 30%. Khi tải làm mát lớn hơn 1000 W, Rf-in có thể đạt khoảng 0,05 độ C/W.
Làm mát bằng chất lỏng là giải pháp tản nhiệt phổ biến thay thế làm mát không khí truyền thống nhằm đáp ứng nhu cầu làm mát của bộ xử lý thông lượng nhiệt cao và máy chủ mật độ cao. Tuy nhiên, với sự phát triển của sức mạnh CPU và sự cải thiện khả năng tích hợp thiết bị, những khuyết điểm của tấm lạnh truyền thống đang dần được khuếch đại. Do đó, cần có những thiết kế sáng tạo để đáp ứng nhu cầu làm mát của bộ xử lý 500W hoặc 1000W trong tương lai.
