La taxa de creixement del mercat de refrigeració líquida en els propers 10 anys arriba al 16%
Indústries com la informàtica d'alt rendiment i la formació de grans models d'intel·ligència artificial depenen de processadors d'alt rendiment. A causa de la gran quantitat de tasques informàtiques que han de gestionar aquests processadors, generen enormes quantitats de calor. Per tant, els centres de dades que allotgen un gran nombre de processadors i dispositius de xarxa generen una quantitat important de calor. Les solucions de refrigeració eficients són crucials per evitar el sobreescalfament del processador i mantenir un rendiment òptim.
En comparació amb els mètodes tradicionals de refrigeració per aire, la refrigeració líquida té una major eficiència de dissipació de calor. Els líquids tenen una major capacitat tèrmica i conductivitat tèrmica, que poden eliminar de manera més eficaç la calor dels dispositius electrònics. A mesura que els dispositius electrònics moderns són cada cop més potents i generen més calor, el desenvolupament de sistemes de refrigeració líquida ha rebut una gran atenció. La refrigeració líquida és una solució de refrigeració molt utilitzada i prometedora. En els propers 10 anys, la taxa de creixement anual composta de la refrigeració líquida del centre de dades arribarà al 16%, mentre que altres alternatives de refrigeració líquida també creixeran amb força.
El factor de diferenciació únic de la placa freda rau en la seva microestructura interna. Actualment, l'ús de microcanals per a solucions de plaques fredes és el focus d'aplicacions i investigacions de refrigeració del centre de dades. Les plaques fredes de microcanals poden proporcionar una capacitat de transferència de calor significativa, però, el bloqueig de microcanals causat per la deposició de petits objectes estranys; Quan el flux de calor és massa alt, el fluid del microcanal canvia de monofàsic a inesperat de dues fases, i les bombolles resultants no es poden eliminar ràpidament, cosa que pot provocar un assecat local del canal. Aquests problemes provocaran una disminució del rendiment de transferència de calor de la placa freda del microcanal. La placa tradicional refrigerada per líquid de microcanal paral·lel té una baixa densitat de flux de calor i una distribució desigual del flux, enfrontant-se al repte de la dissipació de calor del xip del servidor d'alt rendiment.
Per tant, els investigadors utilitzen diverses estructures discontínues i patrons de canals especials per interrompre el flux suau, promoure la turbulència del fluid i augmentar l'àrea de transferència de calor per reforçar la transferència de calor de la placa freda. Tanmateix, això sovint condueix a una caiguda de pressió més gran, que requereix un disseny acurat de la microestructura de plaques fredes i una simulació de la dinàmica de fluids. La innovació de la microestructura de plaques fredes és crucial. Actualment, millora la transferència de calor mitjançant pertorbacions de flux i integra directament amb l'embalatge del processador per reduir la resistència tèrmica de la interfície.
Aquest innovador disseny de tecnologia de refrigeració líquida s'anomena dissipador de calor integrat de microcanal (MC-IHS). A la 20conferència iTherm del 2021, Intel va presentar el prototip MC-IHS per primera vegada en un document de la conferència. Els resultats de la prova tèrmica mostren que la capacitat de refrigeració de la tecnologia MC-IHS és aproximadament un 30% superior a la de la placa freda estàndard. Quan la càrrega de refrigeració és superior a 1000 W, Rf-in pot arribar a uns 0,05 graus C/W.
La refrigeració líquida és una solució tèrmica popular que substitueix la refrigeració per aire tradicional per satisfer les necessitats de refrigeració dels processadors d'alt flux de calor i servidors d'alta densitat. Tanmateix, amb el creixement de la potència de la CPU i la millora de la integració del dispositiu, les deficiències de les plaques fredes tradicionals s'estan amplificant gradualment. Per tant, calen dissenys innovadors per satisfer les necessitats de refrigeració dels futurs processadors de 500 W o 1000 W.
