CPU/GPU Stacked Cold Plate Cooling Technology

For at løse problemerne med opvarmning af højtydende computere og datacentre i ultrastor skala, udvikler Fujikura en unik stablet køleplade som en kølekomponent til næste generations CPU/GPU. Kolde plader med mikrokanalfinnestrukturer, genanvendeligt vand og kølevæske er blevet brugt i vid udstrækning til afkøling af højtydende CPU'er/GPU'er. Ved at bruge tyndere mikrokanalfinner og øge antallet af finner kan den kolde plades ydeevne forbedres. Men tyndheden af ​​finner er begrænset af materialernes fysiske egenskaber og traditionelle forarbejdningsmetoder, så det er nødvendigt at udforske nye koldpladeteknologier.

Derfor brugte Fujikura avancerede termiske designmetoder inklusive topologioptimering og metalbindingsteknologi til at udvikle en ny type koldplade med en unik struktur. Denne nye type koldplade er dannet ved at laminere og lime tynde metalplader med et stort antal korte strømningskanalkarakteristika gennem vakuumlodning. Dens indre struktur har et stort antal tredimensionelle smalle og korte strømningskanaler med en høj varmeoverførselskoefficient og et større effektivt varmeoverførselsareal pr. volumenhed.

Sammenlignet med traditionelle koldplader af samme størrelse reducerer den nye koldplade termisk modstand med mere end 20 %, sparer plads og opnår effektiv køling, som forventes at bidrage til at løse køleproblemer i forskellige HPC- og datacenterapplikationer.

Denne type lamineret koldplade kan fremstilles i vakuumloddeudstyr. I udstyrets vakuum-højtemperaturovn smeltes det metal med lavere smeltepunkt, der er fyldt mellem metalpladerne, ind i samlingerne af de kolde plader gennem kapillærvirkning, hvorved de pænt stablede flerlags metalplader forsegles. Ved støvsugning elimineres atmosfæren i højtemperaturovnen, hvilket forhindrer dannelsen af ​​oxider under den generelle loddeproces. Hvis der ikke er et vakuummiljø, er der behov for flux for at beskytte den dannede samling, og vakuumloddeprocessen kan danne ekstremt stærke samlinger uden nogen lodningsflux, hvilket kan sikre renheden af ​​den svejste præcisionsstruktur.

På grund af den stigende efterspørgsel efter hurtigere databehandling og mere kompleks databehandling fortsætter strømforbruget af CPU'er og GPU'er i datacentre med at stige, hvilket udgør betydelige udfordringer for industrien med at håndtere den varme, der genereres fra dette. For at løse dette problem, vedtager industrien forskellige teknologiske strategier for at forbedre ydeevnen af ​​kolde plader. Disse forbedringer omfatter optimering af termiske ledende materialer, raffinering af mikrokanalstrukturen inde i pladen og forbedring af det overordnede design for at øge overfladearealet i kontakt med varmekilden.