تقنية اللوحة الباردة الهجينة: تعزيز تبريد رقاقة الذكاء الاصطناعي من خلال الانتقال الحراري على مرحلتين

مع التقدم السريع في تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، أصبحت حلول التبريد للرقائق عالية استهلاك الطاقة ذات أهمية متزايدة. تستكشف هذه الدراسة تطوير وتقييم أداء ألواح التبريد الهجينة، التي تجمع بين التبريد السائل وتقنية الانتقال الحراري على مرحلتين، مما يوفر قفزة كبيرة في كفاءة الإدارة الحرارية.

فهم لوحات التبريد الهجينة

تعد ألواح التبريد الهجينة بمثابة حلول تبريد مبتكرة تدمج التبريد السائل مع تقنية الانتقال الحراري على مرحلتين. يعمل هذا المزيج على تعزيز نقاط القوة في كل من أنابيب الحرارة وغرف البخار، والتي تعد مكونات أساسية لتصميم المشتت الحراري، وإدارة الحرارة بشكل فعال من خلال دورة تغيير الطور للتبخر والتكثيف.

الميزات والمزايا الرئيسية

• كفاءة التوصيل الحراري السريع: يتم توصيل الحرارة في حالة البخار من الطرف الساخن إلى الطرف البارد بسرعة قريبة من سرعة الصوت.

• قدرة نقل الحرارة القصوى: عندما تصل دورات التبخر والتكثيف للسائل الداخلي إلى توازن مثالي، من الناحية النظرية، يمكن للوحة الباردة أن تحمل بشكل مستمر كمية لا حصر لها من الحرارة. إن تحقيق هذا التوازن هو حالة العمل المثالية لعناصر التدفق ثنائية الطور.

التغلب على التحديات التقنية في تبريد المياه: الطريق إلى ألواح التبريد الهجينة

في مواجهة التحديات التقنية التي يفرضها تبريد المياه لوحدات المعالجة المركزية عالية الكثافة، أصبح من الواضح أن الحلول التكنولوجية الجديدة كانت ضرورية. بعد مراجعة الأدبيات البحثية المكثفة حول لوحات التبريد بالماء لوحدة المعالجة المركزية، حددنا أن أداء هذه اللوحات يتأثر بعدة عوامل رئيسية:

1. مصدر (منطقة مصدر الحرارة)

2. صفيحة (منطقة لوحة القاعدة)

3. 入 (معلمة نسبة المساحة)

4. Ro (المقاومة الحرارية للوحة تبريد الماء)

ومن خلال مخططات محاكاة نقل الحرارة وتدفق السوائل لنموذج الكمبيوتر، فمن الواضح أن هذه العوامل الأربعة تساهم بنسب متفاوتة في الأداء العام. من بينها، برزت المقاومة الحرارية للانتشار (Rsp) لقاعدة اللوحة الباردة باعتبارها المجال الأكثر أهمية للتحسين. تشير هذه النتيجة إلى أنه إذا تمكنا من تعزيز خصائص الانتشار للوحة القاعدة، فيمكننا معالجة مشكلة الكثافة الحرارية العالية بشكل فعال.

تطوير لوحة التبريد الهجينة

متسلحين بهذه الرؤية، شرعنا في تطوير حل تكنولوجي جديد من شأنه أن يدمج تكنولوجيا الانتقال الحراري على مرحلتين مع تكنولوجيا القنوات الصغيرة. أدى هذا الابتكار إلى إنشاء ما نسميه الآن الصفيحة الباردة الهجينة.

وبالاعتماد على 15 عامًا من الخبرة في تطوير المبدد الحراري ولوحة التبريد، حدد فريقنا مواصفات واضحة للوحة التبريد الجديدة هذه. وكانت الخطوة التالية هي تصميم نسختين ونموذج أولي لهما: أحدهما عبارة عن لوحة باردة تقليدية ذات قناة صغيرة، والآخر عبارة عن لوحة باردة هجينة حديثة التصميم.

العينة رقم 1-#6 عبارة عن صفيحة باردة هجينة تمتلئ بنسبة 92%-127% من الماء والعينة رقم 7 عبارة عن صفيحة باردة ذات قنوات صغيرة.

تقييم أداء لوحات التبريد الهجينة

وبمجرد أن أصبحت النماذج الأولية جاهزة، أجرينا تقييمات أداء صارمة لمقارنة كفاءة وفعالية هذه التصاميم.

اختبار مقاومة التدفق

تم توصيل سبع عينات من الألواح الباردة بنظام ضخ يزود المياه بمعدلات تدفق تبلغ 0.8/1.2/1.5 LPM. تم تسجيل قيم مقاومة التدفق على النحو التالي:

تشير النتائج إلى أن جميع عينات الألواح الباردة لديها مقاومة تدفق متشابهة جدًا، مما يدل على الاتساق في الأداء.

اختبار الأداء الحراري

• شروط الاختبار:

• درجة الحرارة المحيطة: 26-28 درجة مئوية

• السائل : الماء الصافي

• معدل التدفق: 1.2 لتر/دقيقة

• درجة حرارة مدخل المياه: 28 درجة مئوية

• سطح اتصال السخان الدمي: 20 × 20 مم

• التحميل الحراري: 200/350/500/650 واط

نتيجة الاختبار :

كشف اختبار الأداء الحراري أن قيمة حقن الماء لغرفة البخار تؤثر بشكل كبير على قدرة نقل الحرارة القصوى (Q-max). على سبيل المثال، تم تجفيف العينة رقم 3 عند تحميل حراري بقدرة 450 وات، بينما تم تجفيف العينة رقم 2 عند تحميل حراري بقدرة 550 وات. أظهرت العينات رقم 4 ورقم 6 أفضل أداء مع أحمال حرارية أكبر من 300 واط.

خاتمة

تشير نتائج الاختبار إلى أنه من خلال الضبط الدقيق لقيمة حقن الماء، يمكن للوحة التبريد الهجينة أن تتفوق على لوحات التبريد العادية ذات القنوات الصغيرة من حيث الأداء الحراري. يجعل هذا التقدم من الألواح الباردة الهجينة خيارًا ممتازًا لتبريد شرائح الذكاء الاصطناعي عالية الطاقة.

Winshare Thermal هو مزود محترف لحلول التبريد السائل. إذا كنت بحاجة إلى أي دعم لتطوير الأطقم الحرارية، يرجى زيارة موقعنا على الإنترنت أو مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني على gavin@winsharethermal.com.