การจัดการระบายความร้อนเซิร์ฟเวอร์ AI: วิธีรวมเจลระบายความร้อนและแผ่นระบายความร้อนให้ดีที่สุด

ด้วยการปรับใช้อย่างรวดเร็วของการฝึกอบรมโมเดลขนาดใหญ่-และแอปพลิเคชันการอนุมาน AI การใช้พลังงานของการ์ดเซิร์ฟเวอร์ AI ตัวเดียวยังคงทำลายสถิติอย่างต่อเนื่อง การบิดเบี้ยวของชิป พิกัดความเผื่อในการประกอบ ความแตกต่างของความสูงของอุปกรณ์ และการทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ก่อให้เกิดความท้าทายที่เข้มงวดกับวัสดุ TIM (วัสดุเชื่อมต่อความร้อน) วิศวกรออกแบบการระบายความร้อนจำนวนมากเผชิญกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก: พวกเขาควรเลือกเจลระบายความร้อนหรือแผ่นซิลิโคนระบายความร้อนสำหรับส่วนประกอบที่สร้างความร้อนหลัก-

การใช้วัสดุเพียงชนิดเดียวทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการหลายอย่างพร้อมกันในเรื่องความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนสูง ความทนทานของโครงสร้าง ฉนวนไฟฟ้า การผลิตจำนวนมาก และ-การบำรุงรักษาหลัง วัสดุทั้งสองนี้เป็นส่วนเสริม การทำความเข้าใจสถานการณ์การใช้งานและการผสมผสานอย่างเหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ

การเปรียบเทียบคุณลักษณะหลักของเจลระบายความร้อนและแผ่นซิลิโคนกันความร้อน

เจลระบายความร้อน: ปรับให้เข้ากับแหล่งความร้อนหลัก รองรับความทนทานต่อการประกอบ
เทอร์มอลเจลเป็นวัสดุกึ่ง-ของเหลวคล้ายเยลลี่-ที่รองรับกระบวนการจ่ายแบบอัตโนมัติ ภายใต้แรงกดดัน มันจะไหลอย่างอิสระเพื่อเติมเต็มช่องว่าง ทำให้มีความทนทานต่อการบิดเบี้ยวของชิปและความทนทานต่อการประกอบได้อย่างดีเยี่ยม ความเครียดจากการสัมผัสต่ำช่วยปกป้องอุปกรณ์ต่างๆ เช่น GPU และ HBM ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อดี: สามารถเติมช่องว่าง 0.2-2 มม. ต้านทานการสูบออกภายใต้สภาวะการหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูงและต่ำ รักษาความต้านทานความร้อนที่เสถียร และเหมาะสำหรับการทำงานอัตโนมัติในสายการผลิตที่มีปริมาณมาก

ข้อเสีย: ประสิทธิภาพของฉนวนมีจำกัด การซ่อมแซมและการทำงานซ้ำค่อนข้างยุ่งยาก ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานโดยตรงบนอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง-

การใช้งานหลัก: แกน GPU, หน่วยความจำ HBM, CPU และอินเทอร์เฟซการกระจายความร้อนของชิปหลักอื่น ๆ

[ระหว่าง GPU และแผ่นเย็น มีการบิดเบี้ยวของชิปและจะมีความผันผวนของความทนทานในการประกอบโดยรวม เจลนำความร้อนภายใต้แรงกดดัน เติมเต็มช่องว่างอินเทอร์เฟซ ขจัดช่องว่าง และหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อหน่วยความจำ HBM ด้วยความเครียดที่ลดลง นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการจ่ายแบบอัตโนมัติในโรงงาน เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอในผลิตภัณฑ์-ปริมาณมาก และหลีกเลี่ยงการเบี่ยงเบนของอุณหภูมิที่เกิดจากการทำให้แห้งและการสูบออกจากจาระบีซิลิโคนแบบเดิม]

แผ่นซิลิโคนนำความร้อน: ฉนวนบัฟเฟอร์ กระจายแหล่งความร้อนโดยรอบ แผ่นซิลิโคนนำความร้อนเป็นวัสดุแผ่นยืดหยุ่นสำเร็จรูปที่สามารถได-ตัดเป็นขนาดที่กำหนดเองได้ มี-คุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าและสารหน่วงไฟ-ในตัว ประกอบง่าย (ใช้ง่าย) และสะดวกในการถอดแยกชิ้นส่วนและนำกลับมาทำใหม่ ทำให้เหมาะสำหรับการระบายความร้อนของส่วนประกอบต่อพ่วงบนแผงวงจร

ข้อดี: เป็นฉนวนที่ดีเยี่ยมและทนต่อแรงดันไฟฟ้า ให้การกันกระแทกและดูดซับแรงกระแทก ไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ และบำรุงรักษาง่าย

ข้อเสีย: ความหนาคงที่ ความสามารถในการปรับตัวไม่ดีต่อความคลาดเคลื่อนในการประกอบขนาดใหญ่ แรงดันที่มากเกินไปอาจทำให้เศษเสียหายได้ แรงดันที่ไม่เพียงพออาจทำให้เกิดช่องว่างการสัมผัส

การใช้งานหลัก: โมดูลจ่ายไฟ, MOSFET, ชิป BMC, SSD และส่วนประกอบต่อพ่วงอื่นๆ

[พาวเวอร์ไอซี, MOSFET, BMC, SSD ฯลฯ มีกำลังการกระจายความร้อนค่อนข้างต่ำกว่า และสามารถควบคุมความแตกต่างของความสูงได้ การจับคู่แผ่นซิลิโคนนำความร้อนที่มีความหนาเหมาะสมจะช่วยเติมเต็มช่องว่างระหว่างส่วนประกอบและตัวระบายความร้อน/เคส ในขณะเดียวกันก็บรรลุความเป็นฉนวนไฟฟ้าไปพร้อมๆ กัน การประกอบเป็นเรื่องง่าย และการซ่อมและเปลี่ยนบอร์ดในอนาคตจะสะดวกกว่า]

ดังนั้น การออกแบบโดยรวมที่สมเหตุสมผลสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI คือ: การใช้เจลนำความร้อนในพื้นที่หลักเพื่อจัดการกับความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนสูงที่เกิดจากการใช้พลังงานสูง และใช้แผ่นซิลิโคนนำความร้อนในพื้นที่รอบนอกเพื่อสร้างสมดุลของฉนวน การกันกระแทก และประสิทธิภาพการประกอบ

⚠️เคล็ดลับการเลือก:

อย่าคลุมแกน GPU ทั้งหมดด้วยแผ่นระบายความร้อน เนื่องจากความผันผวนของความทนทานอาจทำให้เกิดจุดร้อนและการเชื่อมต่อที่ไม่ดีได้ง่าย นอกจากนี้ หลีกเลี่ยงการคลุมกระดานทั้งหมดด้วยเจลระบายความร้อน เนื่องจากจะทำให้เปลืองทรัพยากรและเสี่ยงต่อการเป็นฉนวนในบริเวณที่มีไฟฟ้าแรงสูง- การเลือกวัสดุไม่ควรพิจารณาเฉพาะการนำความร้อนเท่านั้น ช่องว่าง ความเครียด ฉนวน และกระบวนการผลิตล้วนต้องได้รับการพิจารณาอย่างครอบคลุม