Il tasso di crescita del mercato del raffreddamento a liquido nei prossimi 10 anni raggiungerà il 16%
Settori come l'informatica ad alte prestazioni e l'addestramento di modelli di grandi dimensioni dell'intelligenza artificiale si affidano a processori ad alte prestazioni. A causa della grande quantità di compiti informatici che questi processori devono gestire, generano enormi quantità di calore. Pertanto, i data center che ospitano un gran numero di processori e dispositivi di rete generano una notevole quantità di calore. Soluzioni di raffreddamento efficienti sono fondamentali per prevenire il surriscaldamento del processore e mantenere prestazioni ottimali.
Rispetto ai tradizionali metodi di raffreddamento ad aria, il raffreddamento a liquido ha una maggiore efficienza di dissipazione del calore. I liquidi hanno una capacità termica e una conduttività termica più elevate, che possono rimuovere più efficacemente il calore dai dispositivi elettronici. Poiché i moderni dispositivi elettronici diventano sempre più potenti e generano più calore, lo sviluppo di sistemi di raffreddamento a liquido ha ricevuto grande attenzione. il raffreddamento a liquido è una soluzione di raffreddamento ampiamente utilizzata e promettente. Nei prossimi 10 anni, il tasso di crescita annuo composto del raffreddamento a liquido dei data center raggiungerà il 16%, mentre anche altre alternative al raffreddamento a liquido cresceranno fortemente.
L'unico fattore di differenziazione della piastra fredda risiede nella sua microstruttura interna. Attualmente, l'uso di microcanali per soluzioni di piastre fredde è al centro delle applicazioni e della ricerca sul raffreddamento dei data center. Le piastre fredde a microcanali possono fornire una significativa capacità di trasferimento del calore, tuttavia, il blocco dei microcanali causato dalla deposizione di piccoli corpi estranei; Quando il flusso di calore è troppo elevato, il fluido nel microcanale cambia da monofase a bifase inaspettata e le bolle risultanti non possono essere rimosse rapidamente, il che potrebbe causare l'essiccazione locale del canale. Questi problemi porteranno ad una diminuzione delle prestazioni di trasferimento del calore della piastra fredda a microcanali. La tradizionale piastra raffreddata a liquido a microcanali paralleli ha una bassa densità di flusso termico e una distribuzione irregolare del flusso, affrontando la sfida della dissipazione del calore dei chip del server ad alte prestazioni.
Pertanto, i ricercatori utilizzano varie strutture discontinue e schemi di canali speciali per interrompere il flusso regolare, promuovere la turbolenza del fluido e aumentare l'area di trasferimento del calore per rafforzare il trasferimento di calore della piastra fredda. Tuttavia, ciò spesso porta a una maggiore caduta di pressione, che richiede un'attenta progettazione della microstruttura della piastra fredda e una simulazione della fluidodinamica. L’innovazione della microstruttura della piastra fredda è cruciale. Attualmente, si migliora il trasferimento di calore attraverso i disturbi del flusso e si integra direttamente con il packaging del processore per ridurre la resistenza termica dell'interfaccia.
Questo design innovativo della tecnologia di raffreddamento a liquido è chiamato dissipatore di calore integrato a microcanali (MC-IHS). Alla 20a conferenza iTherm del 2021, Intel ha presentato per la prima volta il prototipo MC-IHS in un documento della conferenza. I risultati dei test termici mostrano che la capacità di raffreddamento della tecnologia MC-IHS è superiore di circa il 30% rispetto a quella della piastra fredda standard. Quando il carico di raffreddamento è maggiore di 1000 W, Rf-in può raggiungere circa 0,05 gradi C/W.
Il raffreddamento a liquido è una soluzione termica popolare che sostituisce il tradizionale raffreddamento ad aria per soddisfare le esigenze di raffreddamento dei processori ad alto flusso di calore e dei server ad alta densità. Tuttavia, con la crescita della potenza della CPU e il miglioramento dell'integrazione dei dispositivi, le carenze delle piastre fredde tradizionali vengono gradualmente amplificate. Pertanto, sono necessari progetti innovativi per soddisfare le esigenze di raffreddamento dei futuri processori da 500 W o 1000 W.
