단일 랙 전력 밀도가 30kW를 초과하고 AI 데이터 센터에서 칩 열 흐름이 1500W/cm2 이상으로,전통적인 공기 냉각 (최대 열 흐름 한계 ~ 100W/cm2) 는 더 이상 열 소모 요구 사항을 충족 할 수 없습니다..
마이크로 채널 냉각판은 열 교환 지역을 10배로 확장하고 기존 액체 냉각판보다 3배 높은 냉각 효율을 제공하며 GPU 온도 상승을 65% 감소시킵니다.이 기술은 데이터 센터 PUE를 1 이하로 낮출 수 있습니다..1 0.009 ° C / W까지 극저온 저항, 안정적으로 1400W 고전력 GPU를 지원. 그것은 고밀도 컴퓨팅 하드웨어에 대한 필수 냉각 솔루션이되었습니다.
이 문서에서는 데이터 센터에 배포된 주류 마이크로 채널 냉장판을 네 가지 차원에서 체계적으로 분류하고 비교합니다. 채널 구조, 가로 절단 모양, 통합 수준,그리고 제조 과정우리는 또한 엔지니어링 구현에 대한 빠른 선택 가이드를 제공합니다.
| 종류 | 외관 및 시각적 특징 | 핵심 구조 | 제조 과정 | 일반적인 응용 시나리오 |
|---|---|---|---|---|
| 평행 직선 마이크로 채널 | 구리/알루미늄 금속 완공, 균일하게 배치된 직렬 균일한 구간 | 단선/다단선 직사각형 채널 | 정밀 밀링, 스키빙, 엑스트루션 | 표준 CPU, 중저전력 GPU, 일반 액체 냉각 서버, 랙 냉각판 |
| 스펜틴 / S형 미크로 채널 | 고체 금속 완공, 연속 구부러진 S/loop 모양 채널 | 유체 흐름 경로를 확장하기 위해 단일 / 다채널 교차 구부러진 레이아웃 | 밀링, 용접, 엽표 stamping | 고전력 GPU, 인공지능 추론 카드, 단일 노드 고 컴퓨팅 랙 |
| 나무 / 프랙탈 마이크로 채널 | 명확한 계층적 갈래 구조, Y/H 다단계 전환 혈관을 모방 | Y/H 다단계 유통 분포 | 정밀 밀링, 금속 3D 프린팅, 확산 결합 | 슈퍼컴퓨터, 2.5D/3D 칩, 고급 인공지능 훈련 클러스터 |
| 마이크로 핀 배열 | 밀도가 높은 원통형/전사형/ 다이아몬드 모양의 표면 표면에 솟아있는 웅덩이 모양의 웅덩이 모양 | 밀도가 높은 핀 핀으로 덮인 기본 기판, 기둥 주위에 유체가 흐른다. | 밀링, 사진 리토그래피, 3D 프린팅, 전기형조 | 초고열 흐름 칩 (>400W/cm2), HBM 메모리, 고성능 컴퓨팅 가속기 |
| 파동형/파동형 마이크로 채널 | 평평한 직선 벽 대신 연속 파동 / 지그자그 채널 측면 벽 | 돌풍을 증가시키기 위해 파동/빨 내부 벽으로 변형 된 직선 채널 | 금속, 금속, 금속, 금속 | 중간 고전력 칩, 콤팩트 콜드 플레이트, 엣지 컴퓨팅 장치 |
| T형 / 크로스 스플릿 미크로 채널 | 빈번한 흐름 분할 및 합병과 함께 격자 얽힌 텍스처 | 주 채널의 주기적 분화 및 회전으로 유체를 반복적으로 방해합니다. | 밀링, 다층 판 용조 | 고밀도 패키지 모듈, 멀티 칩 통합 냉장판 |
| 가로 절단 유형 | 외관 | 구조적 특성 | 성능 및 적용 가능성 |
|---|---|---|---|
| 직사각형 | 날카로운 가장자리와 정사각형 인치, 산업 주류 디자인 | 조정 가능한 화면 비율, 최대 제조 호환성 | 균형 잡힌 전체 성능, 거의 모든 상업 냉장고에 보편적 |
| 트래페즈 모양 | 넓은 상단, 좁은 바닥, 기울어진 측면 벽 | 더 나은 유체 접착력, 같은 크기의 직사각형 채널보다 약간 낮은 압력 하락 | 낮은 흐름 저항을 우선시하는 표준 서버 냉장판 |
| 원형 / 타원형 | 날카로운 모서리가 없는 부드러운 둥근 내부 벽 | 최소 흐름 저항, 죽은 소용돌이 구역이 없습니다. | 큰 흐름 속도, 낮은 압력 하락 파이프 라인을 가진 통합 냉장판 |
| 육각형 | 꿀집 밀집 정규 배열 | 최대 공간 사용, 강한 구조적 딱딱함 | 콤팩트 모듈, 내장 마이크로 채널 |
| 특수 강화 프로필 | 내벽에 웅덩이 점, 굴곡 또는 선형 아크가 있는 | 더 나은 열 전달을 위해 활성 난류 증강 | 고전력 하드웨어용 주문형 냉각판 |
| 통합 레벨 | 형태 요인 | 생산 방법 | 열 저항 등급 | 주요 장점 | 애플리케이션 위치 |
|---|---|---|---|---|---|
| 독립적인 외부 마이크로 채널 냉각판 | 입구/출구 포트가 있는 별도의 금속판, 분리 가능한 표준 하드웨어 | 구리/알루미늄 CNC 가공, 용접 | 중간 | 모듈형 설계, 간편한 유지보수 및 교체, 성숙한 저비용 기술 | 기존 데이터센터 재구성, 일반 액체 냉각 서버 |
| 마이크로 채널 뚜?? (MLCP / 패키지 레벨) | 칩 IHS에 내장 된 통합 흐름 채널, 원래 표준 열 뚜?? 과 동일한 윤곽 | 정밀 복합물 가공, 확산 접착 | 낮은 | 열 인터페이스 재료의 한 층을 제거, 단축 열 전달 경로 | 새로운 세대의 GPU/CPU 공장 액체 냉각 패키지, 고급 컴퓨팅 카드 |
| 칩 내장 마이크로 채널 | 실리콘 웨이퍼/소브스트라트 내부에 새겨진 마이크로 롤, 눈에 보이지 않는 작은 채널, 전체적인 외모는 맨 칩 | 반도체 광리토그래피, 심층 실리콘 에칭 | 초저수 | 가장 짧은 열 전달 경로, 열 소스와 직접 접촉, 궁극적인 냉각 성능 | 최첨단 3D IC, 슈퍼 컴퓨터 칩, 차세대 컴퓨팅 칩 (실험실 및 소량 실험) |
| 제조 기술 | 재료 및 표면 색상 | 표면 질감 | 호환성 있는 채널 구조 | 비용 및 대량 생산 용량 |
|---|---|---|---|---|
| 정밀 밀링 / 스키빙 | 순수한 구리 (붉은 구리 색조), 알루미늄 (금빛 금속) | 부드러운 표면, 직선 채널 벽, 표준 산업 마무리 | 직선 채널, 뱀 모양, 트라페지아형/삼각형 가로 절단 | 낮은 비용, 높은 대량 생산성, 가장 널리 채택 된 산업 공정 |
| 용조 / 분산 결합 | 다층 쌓인 구리/알루미늄, 은색 회색/붉은 구리 색조, 매듭 없는 관절 | 보이지 않는 접합 톱니가 있는 평면판 | 다층 복합 채널, 대형 냉각판 | 중간 비용, 넓은 영역의 통합 모듈에 이상적입니다. |
| 금속 3D 인쇄 | 구리/무화강, 매트 금속 가공, 섬세한 계층 인쇄 질감 | 가시적인 인쇄 계층 선, 복잡한 기하학을 위한 일부분 모양 | 프랙탈 채널, 핀 핀 배열, 불규칙한 휘어진 흐름 경로 | 높은 비용, 소량 맞춤형 제품으로 제한 |
| 실리콘 사진 리토그래피 / 에칭 | 실리콘 기판, 은색 거울 피니쉬 | 초연끈한 미크론 수준의 정밀 구간 | 칩 내장 마이크로 채널 | 반도체 웨이퍼 프로세스, 고급 미래 지향적 애플리케이션만을 위해 |
- 표준 컴퓨터 룸, 비용 우선 순위: 평행 직선 채널 + 직사각형 가로 절단 + 정밀 밀링 프로세스
- 고전력 인공지능 서버, 온도 균일성 우선 순위
- 초고 열 흐름 슈퍼 컴퓨팅 시나리오: 핀 핀 배열 / 트리 프랙탈 마이크로 채널
- 새로운 프로젝트 차세대 칩 포장 계획: MLCP 통합 마이크로 채널 뚜??
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평행 직선 마이크로 채널 (가장 흔한)
외관: 구리/알루미늄 금속 표면, 균일하게 뻗은 직렬 균일한 굴곡
장점: 간결 한 제조, 낮은 압력 하락, 균일 한 유체 분포
응용: 표준 CPU, 일반 GPU, 일반 액체 냉각 서버
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스펜틴 / S형 미크로 채널
외관: 연속적으로 구부러진 S/loop 모양의 연결된 구획
장점: 더 큰 열 교환 면적, 균일 한 칩 온도; 단점: 더 높은 압력 하락
애플리케이션: 고전력 GPU, AI 추론 가속기 카드
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나무 / 프랙탈 마이크로 채널 (바이오닉 혈관 디자인)
외관: 다단계 Y/H 갈라진 계층 구조
장점: 극정 균일한 흐름 분포, 소수의 핫스팟, 최소한의 온도 차이; 단점: 복잡한 제조
응용: 슈퍼 컴퓨터, 2.5D/3D 주파수 통합 칩
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마이크로 핀 핀 배열 (포러스 구조)
외관: 밀도가 높은 원통형/ 다이아몬드 모양의 웅덩이 모양의 웅덩이 모양의 기둥
장점: 최대 특정 표면 & 가장 강한 열 교환; 단점: 막히는 경향이, 높은 압력 하락
애플리케이션: 초고 열 흐름 칩 (> 400W/cm2), HBM 메모리, 고성능 AI 가속기
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파동형/파동형 마이크로 채널
외관: 물결/지그자그 불규칙 채널 옆벽
장점: 증강 된 유체 격동, 열 전달 20 ~ 40% 증가; 단점: 증가 된 압력 하락
응용: 중고 전력 칩, 컴팩트 작은 크기의 냉장판
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T형 / 크로스 스플릿 미크로 채널
외관: 반복된 흐름 분할 & 융합과 함께 격자 단계 배열
장점: 낮은 열 저항을 위해 열 경계 층을 반복적으로 깨고; 단점: 불평등한 지역 흐름 저항
응용: 고밀도 포장, 멀티 칩 통합 냉장판
- 직사각형: 정사각형의 날카로운 톱니, 보편적인 주류 디자인
- 트라페소이드: 넓은 상단 좁은 바닥 기울기 측면 벽, 낮은 압력 하락 표준 냉장판
- 원형 / 타원형: 부드러운 둥근 내부 벽, 큰 흐름 속도 시스템에 낮은 저항
- 헥사고널: 밀집 된 꿀집 배열, 컴팩트한 내장 모듈
- 특수 강화 프로파일: 내부 굽은 구덩이 & 가파른 구부러진 표면, 맞춤형 고전력 냉각
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독립적인 외부 마이크로 채널 냉각판
형태: 입구/출구 포트가 있는 독립적인 금속판, 분리 가능한 모듈형 하드웨어
장점: 간편 한 유지보수, 성숙 한 저비용 기술
애플리케이션: 레거시 데이터 센터 리트로피트, 일반 액체 냉각 서버
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MLCP 패키지 레벨 마이크로 채널 뚜??
형태: 칩 열 분산기 내부에 통합된 흐름 채널, 표준 IHS와 동일한 윤곽
장점: 열 인터페이스 층을 제거, 열 저항을 낮추고 공장 통합 포장
적용: 새로운 세대의 고전력 GPU/CPU (예를 들어, NVIDIA Rubin 시리즈)
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칩 내장 마이크로 채널
형식: 실리콘 웨이퍼/중심판 내부에 미크론 규모에 새겨진 구덩이, 육안으로 볼 수 없습니다.
장점: 가장 짧은 열 전달 경로, 열 소스와 직접 접촉; 단점: 매우 복잡한 제조
애플리케이션: 최첨단 3D IC, 슈퍼 컴퓨터 칩, 미래의 고밀도 컴퓨팅 하드웨어
- 정밀 밀링 / 스키빙: 순수한 구리 (붉은 색조) / 알루미늄 (은하), 부드러운 평평한 직선 채널 벽
- 용조 및 확산 결합: 다층 구리/알루미늄 복합재질, 매듭 없는 평면판
- 금속 3D 프린팅: 구리 / 스테인레스 스틸 매트 마감, 가시적인 계층 인쇄 질감, 한 조각 복합 채널 형성
- 실리콘 사진 리토그래피 에칭: 은색 거울 실리콘 표면, 초미크론 정밀 내부 굴곡
