Technologie de refroidissement à plaques froides empilées CPU/GPU
Afin de résoudre les problèmes de chauffage du calcul haute performance et des centres de données à très grande échelle, Fujikura développe une plaque de refroidissement empilée unique en tant que composant de refroidissement pour la prochaine génération de CPU/GPU. Les plaques froides dotées de structures à ailettes à microcanaux, d'eau recyclable et de liquide de refroidissement ont été largement utilisées pour refroidir les processeurs/GPU hautes performances. En utilisant des ailettes à microcanaux plus fines et en augmentant le nombre d'ailettes, les performances de la plaque froide peuvent être améliorées. Cependant, la finesse des ailettes est limitée par les propriétés physiques des matériaux et les méthodes de traitement traditionnelles. Il est donc nécessaire d'explorer de nouvelles technologies de plaques froides.
Fujikura a donc utilisé des méthodes de conception thermique avancées, notamment l'optimisation de la topologie et la technologie de liaison métallique, pour développer un nouveau type de plaque froide dotée d'une structure unique. Ce nouveau type de plaque froide est formé par laminage et collage de fines plaques métalliques présentant un grand nombre de caractéristiques de canal d'écoulement court par brasage sous vide. Sa structure interne comporte un grand nombre de canaux d'écoulement tridimensionnels étroits et courts, avec un coefficient de transfert de chaleur élevé et une plus grande surface de transfert de chaleur efficace par unité de volume.
Par rapport aux plaques froides traditionnelles de même taille, la nouvelle plaque froide réduit la résistance thermique de plus de 20 %, économise de l'espace et permet un refroidissement efficace, ce qui devrait contribuer à résoudre les problèmes de refroidissement dans diverses applications HPC et centres de données.
Ce type de plaque froide laminée peut être fabriqué dans des équipements de brasage sous vide. Dans le four sous vide à haute température de l'équipement, le métal à point de fusion inférieur rempli entre les plaques métalliques est fondu dans les joints des plaques froides par capillarité, scellant ainsi les plaques métalliques multicouches soigneusement empilées. Grâce à la mise sous vide, l'atmosphère du four à haute température est éliminée, empêchant ainsi la formation d'oxydes pendant le processus général de brasage. S'il n'y a pas d'environnement sous vide, un flux est nécessaire pour protéger le joint formé, et le processus de brasage sous vide peut former des joints extrêmement solides sans aucun flux de brasage, ce qui peut garantir la propreté de la structure soudée de précision.
En raison de la demande croissante d'un traitement des données plus rapide et d'un calcul plus complexe, la consommation électrique des CPU et des GPU dans les centres de données continue d'augmenter, posant des défis importants à l'industrie dans la gestion de la chaleur générée par ce phénomène. Pour résoudre ce problème, l’industrie adopte diverses stratégies technologiques pour améliorer les performances des plaques froides. Ces améliorations comprennent l'optimisation des matériaux conducteurs thermiques, le raffinement de la structure des microcanaux à l'intérieur de la plaque et l'amélioration de la conception globale pour augmenter la surface en contact avec la source de chaleur.
