新闻正文
日立制作所10月21日公布一款替AI芯片散热的新型冷却板,让较高温的冷却液也能有效带走热量。 这项设计瞄准使用约45°C冷却液的「高温水冷」:先把芯片的热带走,再利用室外空气散热,减少冷冻设备的用电。 AI服务器里的GPU,是负责大量平行运算的芯片,工作时也会持续发热。 液冷设备会让冷却液流过贴近芯片的金属冷却板,把热带出服务器。 液体吸热后,仍须通过其他设备把热排到室外,才能继续循环使用。 日立改了冷却板里的水路 风传媒STORM MEDIA GROUP一图看懂半导体 把冷却液送到芯片发热处,吸热后分开排出,让水更有效地带走热量。
传统设计 沿芯片表面,横着流 入口:较凉出口:已变暖 GPU 芯片 后段液体已变暖,带走热量的能力下降。 液体一路吸热升温 日立新设计 多条 U 形信道,分送冷却液 较凉液体进入吸热后排出 GPU 芯片 分送到发热处,吸热后转弯排出,减少冷热液体混合。 图标5条,实际为数千条微细水路 水路吸热更有效,水就不必那么冷 较温的水,也能把芯片维持在允许的温度。 45°C 循环水 热会自己往外跑 经换热器 35°C 室外空气 能靠外气散热的时间增加,冷冻机就能少开。 若要把水降回 30°C,比它更热的 35°C 外气就不够,还得用冷冻机。 30% 排热所需冷却用电,可望减少 数据:日立官网|图解:风传媒温度与水路皆为示意,未按比例。
冷却液比芯片凉,就能带走热量 45°C摸起来温热,仍能替温度更高的芯片降温。 热会从高温处流向低温处,因此冷却液能否发挥作用,要看它与芯片的温差,以及热量能否顺利传进液体。 把冷却液维持在很低的温度,需要额外耗电。 当液体温度高于室外空气,系统就有条件利用外气带走热量,减少冷冻机运转。 这也是高温水冷的省电思路,但前提是冷却板必须有足够的散热能力,让芯片保持在允许的工作温度内。 把冷却液分送到发热处,避免流到后段已经变热 传统冷却板常让液体沿着芯片表面流动。 液体一路吸热,到了后半段已经升温,带走热量的能力也随之下降。 日立在冷却板内安排数千条细小的U形信道,将液体分送到芯片发热处附近,吸热后再转弯排出。
入口与出口的液体分开,减少混合;信道缩短,也能降低液体流动的阻力。 公司以试作品测试,在相同冷却动力下,取得比传统结构更好的冷却效果。 日立把超级电脑与车用散热经验带进AI服务器 日立过去已为超级电脑及汽车电力控制设备开发冷却板。 根据日本科技媒体《Cloud Watch》报导,日立研究主管中津欣也表示,这次将既有经验用于数据中心,处理芯片上方空间有限、却必须带走更多热量的问题。 日立也计划把冷却板与泵浦、冷冻机、管线及数据中心管理服务集成,从芯片吸热到向室外排热,一起改善设备运作效率。 日立接下来希望通过实机搭载机会进行评估,确认试作品的散热表现能在实际设备中发挥多少效果。