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    數(shù)據(jù)中心的熱管理對(duì)設(shè)計(jì)工程師來說一直都是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的任務(wù)。如今人工智慧(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)等高級(jí)應(yīng)用正在將數(shù)據(jù)處理需求提升到一個(gè)全新的層次,而傳統(tǒng)的 I/O 模組冷卻解決方案可能已經(jīng)無法應(yīng)對(duì)這些需求。因此,重新檢討現(xiàn)有的熱管理系統(tǒng)是否能夠滿足系統(tǒng)升級(jí)的要求,并開發(fā)新的熱管理方案已經(jīng)迫在眉睫。
    數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)中新興的熱技術(shù)進(jìn)步要求
    數(shù)據(jù)中心的云計(jì)算推動(dòng)了從基本電子郵件到生成式人工智慧等數(shù)位產(chǎn)品和服務(wù)的發(fā)展,但這需要大量電力,特別是在支援AI和機(jī)器學(xué)習(xí)的高級(jí)領(lǐng)域高數(shù)據(jù)處理需求。
    熱管理是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的主要成本之一,液體冷卻系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高昂,企業(yè)數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)投資也非常巨大。隨著數(shù)據(jù)速率從112 Gbps-PAM4提升到224 Gbps-PAM4,功耗顯著增加,光I/O 模組的功率需求在短短幾年內(nèi)從12W增至40W,功率密度增加了近4倍,這要求尋找新的冷卻方法來應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

    當(dāng)前的主動(dòng)冷卻方法

    • 強(qiáng)制風(fēng)冷:空氣冷卻是一種低風(fēng)險(xiǎn)的主動(dòng)冷卻方法,當(dāng)每個(gè)機(jī)架的功率需求約為 10kW 時(shí),強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)通常可以處理熱負(fù)荷。
    • 直接到晶元的液體冷卻:用于數(shù)據(jù)中心的一種液體冷卻選項(xiàng)是直接到晶元的液體冷卻,當(dāng)機(jī)架的功率需求達(dá)到25kW 至 50kW,就需要直接到晶片冷卻來提供散熱。
    • 增強(qiáng)主動(dòng)冷卻的無源元件:一些被動(dòng)元件有助于主動(dòng)冷卻策略,幫助熱傳遞并提供一些額外的熱品質(zhì)。常見無源元件是散熱器和熱管。

    浸入式冷卻

    浸入式冷卻是數(shù)據(jù)中心中最有效的液體冷卻選項(xiàng),但其風(fēng)險(xiǎn)和成本也相對(duì)較高。

    光學(xué) IO 模組的熱挑戰(zhàn)

    服務(wù)器和機(jī)架式網(wǎng)路基礎(chǔ)設(shè)施中的光學(xué) I/O 模組需要有效的冷卻策略,以確保系統(tǒng)的電源效率和穩(wěn)定性。

    數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的創(chuàng)新熱管理解決方案

    隨著熱負(fù)載的不斷增加,以及服務(wù)器和光學(xué) I/O 模組的向后相容性要求,現(xiàn)有的液體冷卻解決方案可能需要擴(kuò)展到模組,以支持更高的數(shù)據(jù)速率和計(jì)算要求。特別是對(duì)于 I/O,可以將新的解決方案整合到服務(wù)器和交換機(jī)中,從而在不影響可靠性的情況下提供更大的散熱。

    Molex 先進(jìn)熱 IO 解決方案

    與傳統(tǒng)散熱器相比,Molex 的下拉式散熱器(DDHS)提供了 +9°C 的卓越熱性能改進(jìn)。這項(xiàng)創(chuàng)新可以提供超過 30W 的風(fēng)冷解決方案,減少了對(duì)更昂貴的液冷替代方案的需求,同時(shí)保持了系統(tǒng)的耐用性和性能。

    先進(jìn)的液體冷卻解決方案

    Molex 開發(fā)了一種稱為集成浮動(dòng)基座的液體冷卻解決方案。每個(gè)與模塊接觸的基座都是彈簧調(diào)教的,并且可以獨(dú)立移動(dòng),可以將單個(gè)冷板實(shí)現(xiàn)到不同的 1xN 和 2xN 單排和堆疊籠配置。獨(dú)立移動(dòng)的基座可以補(bǔ)償每個(gè)埠的不同公差疊加,同時(shí)仍提供所需的下壓力以實(shí)現(xiàn)良好的熱接觸。

    下一代冷卻策略的標(biāo)準(zhǔn)化和測(cè)試

    影響光模組冷卻設(shè)計(jì)的一般都是使用外殼溫度作為模組溫度的規(guī)格或限制。但外殼溫度規(guī)格無法準(zhǔn)確反映模塊中關(guān)鍵元件的內(nèi)部溫度。內(nèi)部元件的溫度限制才會(huì)是真正的模組溫度的限制規(guī)格。

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