人工智能正炙手可热。它不仅是餐桌旁最热门的话题,也正让数据中心热度飙升。值得庆幸的是,高意 一系列的创新热管理 解决方案,确保高负载数据中心高效运行。
其他应用场景如云计算、游戏图形处理需求、加密货币挖矿或边缘计算,同样正以迅猛(且颠覆性)的速度推高数据中心内部的工作负载需求与温度。同样地,随着半导体尺寸缩小、晶体管密度提升,在如此紧凑的空间内,热量便会迅速积聚。
当前,服务器普遍面临前所未有的处理负荷,而这种史无前例的能源需求正迅速加剧数据中心的过热风险。事实上,过去17年间每台服务器的热设计功耗(TDP)已增长四倍,预计今年将突破750瓦。 这种高昂的累积工作负载需求不仅降低了全球数据中心的能源效率,更对性能和可靠性造成双重负面影响。过热引发的热损伤问题可能导致关键服务器组件寿命缩短或功能失常,更不用说由此引发的数据中心安全隐患,以及维持数据中心平稳运行所产生的额外成本。
现代数据中心的要求更高
GPU计算是训练大规模AI模型的核心,部分原因在于其相比CPU计算可能拥有数千个额外的处理核心。由于当今的数据中心所需功耗远高于过去传统CPU处理的需求,为了实现这种加速,许多本地数据中心正转向高密度机架解决方案 不仅功耗更高,产生的热量往往也超出了现有设施的处理能力。
要实现高效的“AI冷却”或解决数据中心中的其他高能效问题,需要采取战略性的热管理。去除多余热量(即散热)的过程,对于系统性能和组件使用寿命而言,其重要性已达到前所未有的高度。
防止过热数据中心中的热损伤
为减轻热损伤并防范代价高昂的停机时间,热量分布的规划与管理从未如此重要。在高负荷数据中心环境中,通常有两种主要方式来调节热量控制旋钮,即散发过剩热量。
1. 浸没式(或风冷式)冷却:成本高昂、结构复杂且对环境要求严苛
这种宏观冷却(非直接接触芯片)方法需要通过高对流空气(顶层)或全液浸(底层)来冷却板卡和服务器机架组件。这使得解决方案成本高昂。
2. 冷板冷却(直接接触芯片):实现高效热传递,具有抗腐蚀特性。
高意 导热率 型散热解决方案,该方案利用物理冷板技术,直接从GPU等高功耗芯片中导出热量。
冷板材料的优势
从功能上讲,冷板冷却——也称为直接芯片冷却或简称为“微冷却”—— 顾名思义: 它利用冷板直接从GPU等高能耗芯片中提取热量。
与家用冰箱通过冷凝器散热的原理相似,冷板冷却技术通过将GPU组件的热量传递至冷却液来消除其热能活动。冷板本身则最大限度地提升了热传递效率。
一名技术人员使用红外成像技术,展示服务器堆栈中的热量积聚情况。
但究竟是什么让冷板冷却技术更成功?归根结底,关键在于更高的导热率。举个例子,像铜这样的导体的导热率 每米开尔文400瓦,而像多晶化学气相沉积(CVD)金刚石这样的材料,其导热率则高出许多——几乎是前者的四倍。
材料 |
导热率 W/mK) |
铜缆 |
~400 |
高意 +金刚石(SiSiC/70%金刚石) |
~670 |
高意 刚石 |
~1500 |
跨行业的热安全网
在高意,我们致力于解决数据中心的散热难题,尤其是那些因人工智能的普及而产生大量热量的数据中心。此外,我们也致力于解决其他各类应用中的热管理 ——从半导体到电动汽车,再到神经科学。
在硬件层面,热管理 各种工具和技术,高效地将系统温度稳定并维持在其工作温度范围内。高意 热管理 和系统不仅应用于半导体设备等微电子领域,还覆盖了材料加工、汽车、航空航天与国防、数据通信 电信生命科学等广泛的市场和应用领域。
在多个终端市场中,差异化工程材料和设备的应用需求持续旺盛:
高意 热管理创新工程材料 子系统的全球领导者,致力于提供战略性、定制化的材料解决方案。
我们提供种类繁多的全球领先、创新的热管理 ,包括:
反应结合硅/碳化硅
高意 多种反应结合型Si/SiC配方,以满足广泛的设计需求和产品应用,包括热管理应用。我们面向热管理 提供的部分反应结合型配方,导热率 具有高导热率 CTE导热率 AlN或Si3N4导热率 匹配。通过在Si/SiC材料中添加金刚石,高意 导热率 散热要求极高的应用提供超高的导热率 。
此外,反应结合硅/碳化硅产品可通过近净形和净形制造工艺生产。通过净形成型、生坯加工和/或预成型体连接技术,可实现极其复杂的形状。这种形状制造能力支持多种产品特征,包括翅片元件和内部微冷却通道,从而满足某些具有挑战性的应用需求。
金属基复合材料
碳化硅颗粒增强铝(Al/SiC)金属基复合材料(MMCs)热管理 具有显著优势。由于铝和碳化硅均具有低密度导热率,将这两种材料结合在一起能够保留这些重要的材料特性。同时,可以通过调整复合材料中碳化硅(热膨胀系数为3 ppm/K)与铝(热膨胀系数为23 ppm/K)的比例,来调控其热膨胀系数。
MMC产品可通过近净成形和近净成形工艺制造。该材料可进行全范围机加工,包括直接攻丝。这些材料还适用于标准电镀工艺。与传统金属相比,其机械和热稳定性得到显著提升。而且,它比陶瓷更不易碎。此外,高意 受专利保护的MMC产品制造工艺,这使我们能够满足客户的特定应用要求。
化学气相沉积法制造的钻石
钻石导热率 所有材料导热率 最高,至少是铜的四倍,而铜是热传导领域中最常用的金属。化学气相沉积(CVD)金刚石能够高效散热,防止电子设备(如大功率集成电路 过热集成电路 延长设备使用寿命、缩小设备占用空间,并提升效率和性能。
化学气相沉积(CVD)金刚石具有低热膨胀系数,这意味着它在受热或冷却时几乎不会发生膨胀或收缩。凭借宽广的光学透射范围(从紫外线到远红外线)、低热膨胀系数以及高热冲击耐受性,它非常适合以下应用: 数据通信、 电信、半导体制造以及生命科学仪器。
单晶碳化硅:高导电性,应用广泛
基于碳化硅(SiC)的电子器件的主要优势包括:开关损耗降低、功率密度更高、散热性能更佳以及带宽能力增强。导热率 单晶碳化硅导热率 490 W/mK导热率 是硅(150 W/mK)的三倍多。由于碳化硅的散热效率高于硅,因此它降低了整体的散热需求,并随着时间的推移提高了器件的可靠性和性能。
单晶碳化硅具有优异的化学稳定性、高饱和电子漂移速度以及导热率 是一种适用于广泛应用领域的卓越材料,包括但不限于光电子学、微波器件、 数据通信、电信、 半导体制造、电动汽车(EV)以及生命科学仪器等领域。
为何高意:性能、可靠性、协作
高意 提供解决方案 ,并拥有卓越性能和可靠性的良好记录。您将受益于我们受专利保护的工艺以及解决方案 您的数据中心量身定制解决方案 散热解决方案 。
高意 与各种规模的团队高意 ,致力于在数据中心环境及更广泛的领域内提供值得信赖且灵活的定制化解决方案 技术能力。高效、有效的热管理 众多行业应用中热管理 成本节约、减少停机时间,并最大限度地延长组件的使用寿命。
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