기본 정의와 작동 원칙

주요 구조 및 제조 공정

• 스키브 핀 / 마이크로 채널 냉각판 (슈퍼 컴퓨터의 주류): 0.1~1mm의 마이크로 채널 또는 핀은 정밀 가공 또는 구리 또는 알루미늄 기판에 새겨집니다. 그들은 큰 열 교환 면적과 낮은 열 저항 (0.02 °C/W까지) 을 가지고 있습니다.MLCP (마이크로 채널 냉각 플레이트 통합 패키지) 더 칩 IHS와 냉각 플레이트를 통합, 중간 TIM 계층을 제거하고 열 저항을 40% 이상 줄여 1500~2000 W GPU/CPU에 적합합니다.
• 튜브에 탑재된 냉각판: 구리 튜브는 기판에 밀링 된 구로에 삽입되어 용접으로 밀폐됩니다. 비용은 마이크로 채널 유형보다 약 30% 낮으며, 중~대 전력 일반 노드에 적합합니다.,하지만 조금 더 높은 로컬 열 저항을 가지고 있습니다.
• 3D 프린팅 냉각판: SLM 기술을 통해 토폴로지 최적화 된 흐름 채널을 가진 구리 합금을 사용하여 생산됩니다. 복잡한 채널은 사용자 정의 할 수 있으며 열 분비 효율을 30% 향상시킵니다.하지만 높은 대량 생산 비용은 사용자 정의 슈퍼 컴퓨터 구성 요소에 사용 제한.
• 부풀린/집출된 냉각판: 낮은 비용과 높은 생산 속도, 그러나 제한된 열 성능; 일반적으로 핵심 컴퓨팅 칩에 사용되지 않습니다.

주요 기술 사양 및 시스템 지원

• 재료: 구리 (열전도 401 W/ ((m·K), 열 교환에 선호), 알루미늄 (간체 가볍고 보조 부품의 비용이 저렴하다).고급 모델 들 은 열 전도성 과 열 확장 계수 를 균형 있게 하기 위해 구리·통프스텐 합금 을 사용 한다.
• 밀폐 및 안전: 이중 O-ring + 진공 용접, 누출 속도 < 10−6 mL/h. 압력 / 액체 누출 센서 및 자동 종료 밸브가 장착되어 있습니다.
• 냉각수: 디온화 된 물 (저비용, 높은 특이 열 용량), 물 글리콜 (반프리즈), 전자 플루오린 액체 (방열, 누출 민감한 응용 프로그램).
• CDU 및 제어: 온도 조절 정확도 ±0.5 °C, 칩 사이의 과도한 온도 차이를 피하기 위해 조절 가능한 흐름 속도.
• 열 성능: 열 흐름 밀도는 100W/cm2+까지, 칩 표면 온도 차이는 < 5 °C입니다.

전형적인 슈퍼컴퓨터 응용 프로그램

• 서밋 / 시에라 (오크 리지 / 로렌스 리버모어 국립 연구소, 미국): 모든 CPU 및 GPU를 직접 냉각하는 하이브리드 냉각을 채택하십시오. 냉각 플레이트는 열 부하의 90%를 처리합니다. 냉각 물의 온도는 40 °C를 초과하여 시스템 에너지 소비를 크게 줄입니다.
• 새로운 세대의 국내 엑사스케일 슈퍼컴퓨터 (예를 들어, 썬웨이, 티안헤의 후속 모델): 광범위하게 냉판 액체 냉각을 사용합니다. MLCP와 두 단계 냉각 (상태 변화 유체의 끓는 열 흡수) 을 채택합니다.냉각 효율을 더욱 향상시키고 펌프 전력 소비를 30%~60% 줄이십시오..

도전 과제 및 발전 추세

• 비용 및 제조: 마이크로 채널과 MLCP는 매우 높은 가공 정밀도를 요구하며, 생산량은 비용에 직접적으로 영향을줍니다.
• 유지보수: 장기간 사용 하려면 높은 냉각 용액 순도와 훼손과 오염을 방지하기 위해 깨끗한 파이프 라인이 필요합니다.
• 추세: 냉각판과 칩 포장, 2단계 냉각, 하이브리드 몰입 + 냉각판 솔루션 통합 및 CDU 흐름과 온도를 AI 기반 예측 제어.