Gestió tèrmica del servidor AI: com combinar millor el gel tèrmic i els coixinets tèrmics

Amb el ràpid desplegament d'aplicacions d'entrenament de models a gran-escala i d'inferència d'IA, el consum d'energia de les targetes de servidor d'IA individuals continua batent rècords. La deformació d'encenalls, les toleràncies de muntatge, les diferències d'alçada del dispositiu i el funcionament continu prolongat representen desafiaments estrictes per als materials TIM (Thermal Interface Material). Molts enginyers de disseny tèrmic s'enfronten a un dilema: haurien de triar gel tèrmic o coixinets tèrmics de silicona per als components-generadors de calor del nucli?

Confiar en un sol material fa que sigui difícil abordar simultàniament els múltiples requisits d'alta densitat de flux de calor, toleràncies estructurals, aïllament elèctric, producció en massa i post{0}}manteniment. Aquests dos materials són complementaris; comprendre els seus escenaris d'aplicació i combinar-los adequadament és la clau per a una solució eficaç de dissipació de calor.

Comparació de les característiques bàsiques del gel tèrmic i els coixinets tèrmics de silicona

Gel tèrmic: s'adapta a les fonts de calor centrals, s'adapta a les toleràncies de muntatge
El gel tèrmic és un material semi-fluid, semblant a la gelatina-que admet processos de dispensació automatitzats. Sota pressió, flueix lliurement per omplir els buits, oferint una excel·lent tolerància a la deformació d'encenalls i les toleràncies de muntatge. La seva baixa tensió de contacte protegeix eficaçment dispositius com ara GPU i HBM.

Avantatges: pot omplir buits de 0,2-2 mm, resisteix el bombeig en condicions de cicles d'alta i baixa temperatura, manté una resistència tèrmica estable i és adequat per a operacions automatitzades en línies de producció de gran volum.

Desavantatges: rendiment d'aïllament limitat, reparació i reelaboració relativament problemàtica, no aptes per a l'ús directe en dispositius d'energia d'alta -tensió.

Aplicacions principals: nucli de GPU, memòria HBM, CPU i altres interfícies principals de dissipació de calor de xip.

[Entre la GPU i la placa freda, hi ha una mica de deformació del xip i hi haurà fluctuacions de tolerància en el conjunt general. El gel conductor tèrmic, sota pressió, omple completament els buits de la interfície, elimina els buits i evita danyar la memòria HBM amb menor estrès. També és adequat per a la dispensació automàtica a les fàbriques, assegurant la consistència en productes de gran-volum i evitant la deriva de temperatura causada per l'assecat i el bombeig de greixos de silicona tradicionals.]

Fulles de silicona conductores tèrmiques: amortidor aïllant, dispersant les fonts de calor circumdants. Les làmines de silicona conductores tèrmiques són materials de làmines elàstiques prefabricades que es poden tallar-a mides personalitzades. Tenen propietats d'-aïllament elèctric i ignífug-, són fàcils de muntar (s'aplica simplement) i són còmodes de desmuntar i tornar a treballar, per la qual cosa són adequats per a la dissipació de calor dels components perifèrics de les plaques de circuit.

Avantatges: excel·lent aïllament i rendiment de tensió de resistència, proporciona amortiment i absorció de cops, no requereix equips especials i és fàcil de mantenir.

Inconvenients: gruix fix, poca adaptabilitat a grans toleràncies de muntatge, pressió excessiva pot danyar encenalls, pressió insuficient pot provocar buits de contacte.

Aplicacions principals: mòduls d'alimentació, MOSFET, xips BMC, SSD i altres components perifèrics.

[Els circuits integrats de potència, els MOSFET, els BMC, els SSD, etc., tenen una potència de dissipació de calor relativament més baixa i les seves diferències d'alçada són controlables. Coixinets de silicona tèrmicament conductors coincidents de gruix adequat omplen els buits entre els components i el dissipador de calor / carcassa, alhora que s'aconsegueix un aïllament elèctric. El muntatge és senzill i les futures reparacions i substitucions de taulers són més convenients.]

Per tant, un disseny general raonable per als servidors d'IA és: utilitzar gel tèrmicament conductor a les zones centrals per manejar l'alta densitat de flux de calor causada per un alt consum d'energia i utilitzar coixinets de silicona tèrmicament conductor a les zones perifèriques per equilibrar l'aïllament, l'amortiment i l'eficiència del muntatge.

⚠️Consells de selecció:

No cobreixis tot el nucli de la GPU amb coixinets tèrmics, ja que les fluctuacions de tolerància poden provocar fàcilment punts calents i connexions deficients. A més, eviteu cobrir tot el tauler amb gel tèrmic, ja que això malbarata recursos i comporta riscos d'aïllament a les zones d'alta-tensió. La selecció del material no només ha de tenir en compte la conductivitat tèrmica; Els buits, la tensió, l'aïllament i els processos de fabricació s'han de tenir en compte de manera exhaustiva.