मूल परिभाषा और कार्य सिद्धांत

मुख्य संरचनाएँ और विनिर्माण प्रक्रियाएँ

• स्किव्ड फिन/माइक्रोचैनल कूलिंग प्लेट (सुपर कंप्यूटर के लिए मुख्यधारा): 0.01 मिमी के माइक्रोचैनल या पंख तांबे या एल्यूमीनियम सब्सट्रेट पर सटीक मशीनिंग या उत्कीर्ण होते हैं। उनमें बड़े गर्मी विनिमय क्षेत्र और कम थर्मल प्रतिरोध (0.02 °C/W तक) होते हैं।MLCP (माइक्रोचैनल कूलिंग प्लेट एकीकृत पैकेज) आगे चिप IHS के साथ शीतलन प्लेट को एकीकृत करता है, मध्यवर्ती टीआईएम परत को समाप्त करने और 40% से अधिक के लिए थर्मल प्रतिरोध को कम करने के लिए उपयुक्त 1500 ≈ 2000 W GPUs / CPUs।
• ट्यूब-इम्बेडेड कूलिंग प्लेट: तांबे के ट्यूबों को बेस प्लेट पर मिलिंग ग्रूव में एम्बेडेड किया जाता है और वेल्डिंग द्वारा सील किया जाता है। लागत माइक्रोचैनल प्रकारों की तुलना में लगभग 30% कम है, जिससे वे मध्यम से उच्च शक्ति वाले सामान्य नोड्स के लिए उपयुक्त होते हैं,हालांकि थोड़ा अधिक स्थानीय थर्मल प्रतिरोध के साथ।
• थ्रीडी प्रिंटेड शीतलन प्लेट: टोपोलॉजी अनुकूलित प्रवाह चैनलों के साथ तांबे के मिश्र धातु का उपयोग करके एसएलएम तकनीक के माध्यम से निर्मित। जटिल चैनलों को अनुकूलित किया जा सकता है, जो गर्मी अपव्यय दक्षता में 30% की वृद्धि करता है,लेकिन उच्च बड़े पैमाने पर उत्पादन लागत अनुकूलित सुपरकंप्यूटर घटकों के उपयोग को सीमित.
• उड़ाया/बाहर निकाला हुआ शीतलन प्लेट: कम लागत और उच्च उत्पादन गति, लेकिन सीमित थर्मल प्रदर्शन; आम तौर पर कोर कंप्यूटिंग चिप्स के लिए उपयोग नहीं किया जाता है।

मुख्य तकनीकी विनिर्देश और सिस्टम समर्थन

• सामग्री: तांबा (तापीय चालकता 401 W/m·K), गर्मी विनिमय के लिए पसंदीदा), एल्यूमीनियम (हल्के वजन और सहायक घटकों के लिए कम लागत) ।उच्च-अंत के मॉडलों में तापीय चालकता और थर्मल विस्तार के गुणांक को संतुलित करने के लिए तांबे-टंगस्टन मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है.
• सीलिंग और सुरक्षा: दोहरी ओ-रिंग + वैक्यूम ब्रेज़िंग, रिसाव दर < 10−6 mL/h. दबाव / तरल रिसाव सेंसर और स्वचालित बंद वाल्व से लैस।
• शीतलक: डीआयोनाइज्ड पानी (कम लागत, उच्च विशिष्ट ताप क्षमता), वाटर ग्लाइकोल (एंटीफ्रीज), इलेक्ट्रॉनिक फ्लोराइड तरल पदार्थ (छूड़, रिसाव-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए) ।
• सीडीयू और नियंत्रण: तापमान नियंत्रण सटीकता ± 0.5 °C, चिप्स के बीच अत्यधिक तापमान अंतर से बचने के लिए समायोज्य प्रवाह दर।
• थर्मल प्रदर्शन: गर्मी प्रवाह घनत्व 100 W/cm2+ तक, चिप सतह तापमान अंतर < 5 °C।

विशिष्ट सुपरकंप्यूटर अनुप्रयोग

• शिखर सम्मेलन / सिएरा (ओक रिज / लॉरेंस लिवरमोर राष्ट्रीय प्रयोगशाला, संयुक्त राज्य अमेरिका): सभी सीपीयू और जीपीयू के लिए प्रत्यक्ष शीतलन के साथ हाइब्रिड शीतलन को अपनाएं। शीतलन प्लेटें 90% गर्मी भार को संभालती हैं। शीतलन पानी का तापमान 40 °C से अधिक है, जिससे सिस्टम ऊर्जा की खपत में काफी कमी आती है।
• नई पीढ़ी के घरेलू एक्सास्केल सुपरकंप्यूटर (उदाहरण के लिए, सनवे, तियानहे के अनुवर्ती मॉडल): व्यापक रूप से ठंडे प्लेट तरल शीतलन का उपयोग करें। कुछ MLCP और दो चरण शीतलन (चरण परिवर्तन तरल पदार्थों के उबलते गर्मी अवशोषण) को अपनाते हैं,ठंडा करने की दक्षता में और सुधार और पंप बिजली की खपत में 30%~60% की कमी.

चुनौतियां और विकास के रुझान

• लागत एवं विनिर्माण: माइक्रोचैनलों और एमएलसीपी के लिए अत्यधिक उच्च मशीनिंग परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, और उपज सीधे लागत को प्रभावित करती है।
• रखरखाव: लंबे समय तक संचालन के लिए उच्च शीतलता शुद्धता और संक्षारण और गंदगी को रोकने के लिए स्वच्छ पाइपलाइनों की आवश्यकता होती है।
• रुझान: शीतलन प्लेटों और चिप पैकेजिंग, दो-चरण शीतलन, हाइब्रिड विसर्जन + कोल्ड प्लेट समाधान और सीडीयू प्रवाह और तापमान के लिए एआई-आधारित भविष्यवाणी नियंत्रण का एकीकरण।