แผ่นระบายความร้อนสำหรับ CPU: วิธีการระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรง [2024]

หมวดหมู่ทั้งหมด
การระบายความร้อนจากซีพียูโดยตรงเพื่อให้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมีความน่าเชื่อถือ

การระบายความร้อนจากซีพียูโดยตรงเพื่อให้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมีความน่าเชื่อถือ

แผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสำหรับซีพียูจัดให้มีพื้นผิวสัมผัสทางความร้อนโดยตรงระหว่างโปรเซสเซอร์กับวงจรระบายความร้อนด้วยของเหลว ทำให้สามารถถ่ายเทความร้อนออกจากซีพียูได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวทำความเย็นไหลผ่านช่องภายในแผ่นและพาพลังงานความร้อนไปยังแมนิโฟลด์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หรือหน่วยกระจายการระบายความร้อน โครงสร้างสามารถปรับให้เข้ากับขนาดของซีพียู รูปแบบการยึดติด ภาระความร้อนที่เกิดขึ้น ความต้องการของตัวทำความเย็น และพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ ประเด็นสำคัญที่ต้องพิจารณา ได้แก่ การเลือกวัสดุ รูปร่างของช่องไหล ความเรียบของพื้นผิว การปิดผนึก อัตราการไหล และการสูญเสียแรงดัน แผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสำหรับซีพียูเหมาะสำหรับใช้งานในเซิร์ฟเวอร์ ศูนย์ข้อมูล เวิร์กสเตชัน แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (HPC) และแอปพลิเคชันการประมวลผลประสิทธิภาพสูงอื่น ๆ นอกจากนี้ยังสามารถผสานเข้ากับระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงระดับแร็ก (rack-level direct liquid cooling systems) เพื่อจัดการความร้อนอย่างยืดหยุ่นและปรับขยายได้
ขอใบเสนอราคา

กรณีศึกษา

การระบายความร้อนซีพียูสำหรับเซิร์ฟเวอร์

แพลตฟอร์มเซิร์ฟเวอร์จำเป็นต้องใช้วิธีการระบายความร้อนจากซีพียูประสิทธิภาพสูงที่ทำงานภายใต้ภาระงานอย่างต่อเนื่องอย่างตรงไปตรงมาขึ้น จึงได้ติดตั้งแผ่นเย็น (cold plate) สำหรับระบายความร้อนซีพียูไว้โดยตรงเหนือโปรเซสเซอร์ และเชื่อมต่อกับวงจรไหลเวียนของของเหลว ระบบประกอบด้วยท่อบรรจุของเหลวเข้าและท่อดูดกลับ แผ่นกระจายของเหลว (manifold) และอุปกรณ์ระบายความร้อนออก เพื่อรักษาการไหลเวียนของของเหลวหล่อเย็นอย่างต่อเนื่อง ระหว่างการวางแผนระบบ ทีมวิศวกรพิจารณาภาระความร้อนของโปรเซสเซอร์ ข้อกำหนดในการติดตั้ง ความเข้ากันได้ของของเหลวหล่อเย็น และพื้นที่ว่างที่มีอยู่รอบๆ ซ็อกเก็ตซีพียู สถาปัตยกรรมการระบายความร้อนแบบตรงนี้ให้เส้นทางถ่ายเทความร้อนเฉพาะจากโปรเซสเซอร์เข้าสู่วงจรของเหลวโดยตรง แนวทางนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสภาพแวดล้อมเซิร์ฟเวอร์ที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมเริ่มเผชิญกับข้อจำกัดด้านความร้อนที่เพิ่มขึ้น

การระบายความร้อนสำหรับโปรเซสเซอร์ระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง

กำลังตั้งค่าแพลตฟอร์ม HPC ที่ใช้ซีพียูประสิทธิภาพสูง ซึ่งออกแบบมาสำหรับงานประมวลผลที่สร้างความร้อนจำนวนมาก แผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสำหรับซีพียูถูกผสานเข้ากับระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวของเซิร์ฟเวอร์ เพื่อดักจับความร้อนโดยตรงจากบริเวณโปรเซสเซอร์ การออกแบบคำนึงถึงการไหลของสารหล่อเย็น แรงดันตกคร่อม พื้นผิวสัมผัส และโครงสร้างยึดติด เพื่อให้มั่นใจว่าเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์สำหรับการประมวลผล สามารถเชื่อมต่อสาขาการระบายความร้อนสำหรับซีพียูหลายสาขาผ่านแมนิโฟลด์ร่วมกัน ทำให้ระบบจัดการโปรเซสเซอร์หลายตัวภายในแร็กได้ โครงสร้างนี้ให้วิธีการจัดการการระบายความร้อนของโปรเซสเซอร์อย่างเป็นระบบ ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้สถานที่สามารถประสานงานระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ปั๊ม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และโครงสร้างพื้นฐานด้านความร้อนที่มีอยู่

การอัปเกรดซีพียูสำหรับศูนย์ข้อมูล

ศูนย์ข้อมูลแห่งหนึ่งกำลังอัปเกรดแร็กเซิร์ฟเวอร์บางส่วนด้วยซีพียูที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยยังคงใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบเดิมสำหรับอุปกรณ์ที่มีความหนาแน่นต่ำ แผ่นระบายความร้อนแบบเย็น (cold plates) ถูกนำมาใช้เพื่อให้การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงแก่ซีพียูที่ได้รับการอัปเกรด แผ่นเหล่านี้เชื่อมต่อกันผ่านเมนิโฟลด์ระดับแร็กและท่อลำเลียงสารหล่อเย็น พร้อมพิจารณาใช้อินเทอร์เฟซแบบแยกต่อออกได้อย่างรวดเร็วเพื่อความสะดวกในการบำรุงรักษา โครงการนี้ประเมินความต้องการด้านความร้อนของซีพียู สภาวะของสารหล่อเย็น ความหนาแน่นของแร็ก และความสามารถในการขับความร้อนออกก่อนดำเนินการจริง กลยุทธ์แบบผสมผสานนี้ช่วยให้สามารถใช้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวได้อย่างมุ่งเป้าไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่มีภาระความร้อนสูง โดยไม่จำเป็นต้องออกแบบโครงสร้างพื้นฐานทั้งหมดใหม่ นอกจากนี้ยังสร้างพื้นฐานที่สามารถขยายขนาดได้สำหรับการอัปเกรดซีพียูในอนาคตและการเพิ่มโหนดคอมพิวติ้งที่ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

แผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสำหรับการใช้งานกับซีพียู คือส่วนประกอบระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ออกแบบมาเพื่อถ่ายเทความร้อนโดยตรงจากโปรเซสเซอร์เข้าสู่ของเหลวที่ไหลเวียนภายใน ช่องทางภายในจะนำของเหลวให้ผ่านบริเวณที่ทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อน ส่วนโครงสร้างภายนอกสำหรับยึดติดจะรักษาการสัมผัสกับซีพียูอย่างแน่นหนาผ่านวัสดุเชื่อมต่อความร้อนที่เหมาะสม ขึ้นอยู่กับการใช้งานจริง แผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสามารถออกแบบให้สอดคล้องกับขนาดของแพ็กเกจซีพียู รูปแบบของซ็อกเก็ต ภาระความร้อน ความต้องการอัตราการไหล ข้อจำกัดด้านแรงดัน และพื้นที่สำหรับติดตั้ง วัสดุที่ใช้ได้แก่ ทองแดง อลูมิเนียม หรือวัสดุอื่นๆ ที่เหมาะสม ซึ่งเลือกตามข้อกำหนดด้านสมรรถนะการถ่ายเทความร้อนและความเข้ากันได้กับของเหลว แผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสำหรับซีพียูสามารถนำไปใช้ในเซิร์ฟเวอร์ ศูนย์ข้อมูล ระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (HPC) เวิร์กสเตชัน และแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงอื่นๆ รวมทั้งสามารถรวมเข้ากับแมนิโฟลด์ ปั๊ม ท่อน้ำ ข้อต่อแยกเร็ว และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพื่อสร้างระบบรีฟริเจอเรเตอร์แบบระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงแบบครบวงจร

คำถามที่พบบ่อย

แผ่นระบายความร้อนแบบเย็น (cold plate) สำหรับการระบายความร้อนซีพียูคืออะไร

แผ่นระบายความร้อนแบบของเหลวสำหรับซีพียู (CPU cold plate) คือส่วนประกอบที่ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ซึ่งติดตั้งโดยตรงเหนือหน่วยประมวลผลเพื่อถ่ายเทความร้อนเข้าสู่ของเหลวที่ไหลเวียนอยู่ภายใน ช่องทางภายในแผ่นนี้ทำให้ของเหลวสามารถดูดซับพลังงานความร้อนจากบริเวณซีพียู และส่งผ่านไปยังวงจรระบายความร้อนเพื่อไปยังอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) หน่วยกระจายการระบายความร้อน (cooling distribution unit) หรืออุปกรณ์ขับถ่ายความร้อนอื่นๆ
ซีพียูประสิทธิภาพสูงสามารถสร้างความร้อนได้มากในระหว่างการทำงานอย่างต่อเนื่อง แผ่นระบายความร้อนแบบของเหลวจะวางพื้นผิวที่ทำหน้าที่ระบายความร้อนไว้โดยตรงบนตัวหน่วยประมวลผล จึงสร้างเส้นทางเฉพาะสำหรับการถ่ายเทความร้อนด้วยของเหลว ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในระบบที่มีความหนาแน่นสูง เช่น เซิร์ฟเวอร์แบบแน่น (dense servers) ระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (HPC systems) ศูนย์ข้อมูล (data centers) และแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมอาจไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความร้อนที่เพิ่มขึ้นได้
ทองแดงและอะลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไป แม้ว่าการเลือกวัสดุที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับความสามารถในการนำความร้อน น้ำหนัก ข้อกำหนดด้านการผลิต การกัดกร่อน และความเข้ากันได้กับของเหลวหล่อเย็น วัสดุของแผ่นระบายความร้อนควรประเมินร่วมกับท่อ ข้อต่อ ของเหลวหล่อเย็น และส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อช่วยรักษาความน่าเชื่อถือในระยะยาวทั่วทั้งระบบหล่อเย็นแบบใช้ของเหลว
แผ่นระบายความร้อนมักเชื่อมต่อกับท่อจ่ายและท่อคืนของเหลวหล่อเย็นผ่านสายยาง ข้อต่อ หรือข้อต่อแบบแยกได้เร็ว ตัวกระจาย (manifold) สามารถจ่ายของเหลวหล่อเย็นไปยังแผ่นระบายความร้อนสำหรับ CPU หลายตัวพร้อมกัน ในขณะที่ปั๊มทำหน้าที่หมุนเวียนของเหลวหล่อเย็น ของเหลวหล่อเย็นที่อุ่นขึ้นจะไหลไปยังอุปกรณ์ระบายความร้อนก่อนกลับเข้าสู่วงจรระบายความร้อนอีกครั้ง
การเลือกควรพิจารณาขนาดของแพ็กเกจซีพียู ซ็อกเก็ตและข้อกำหนดในการติดตั้ง ภาระความร้อน ประเภทของสารหล่อเย็น อัตราการไหล แรงดันตกคร่อม อุณหภูมิในการทำงาน และพื้นที่ที่มีอยู่ คุณภาพของการสัมผัสและการปิดผนึกก็ควรประเมินเช่นกัน สำหรับระบบที่ใช้หลายโปรเซสเซอร์ แผ่นระบายความร้อนแบบเย็น (cold plate) ต้องเข้ากันได้กับแมนิโฟลด์และสถาปัตยกรรมระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยรวม

บทความที่เกี่ยวข้อง

เส้นใยแก้วนำแสงส่งสัญญาณแสงได้อย่างไร?

20

Jun

เส้นใยแก้วนำแสงส่งสัญญาณแสงได้อย่างไร?

ประสบการณ์จากโครงการจริงที่แสดงประสิทธิภาพในการส่งสัญญาณผ่านเส้นใยแก้วนำแสงในโลกแห่งความเป็นจริง ตลอดระยะเวลาสิบหกปีที่ทำงานในอุตสาหกรรมระบบสายเคเบิลแบบมีโครงสร้างและระบบเชื่อมต่อเครือข่ายทั่วโลก ข้าพเจ้าได้รับผิดชอบโครงการนับไม่ถ้วนที่อาศัย...
ดูเพิ่มเติม
การติดตั้งสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสำหรับโครงข่ายหลักของศูนย์ข้อมูล

25

Jun

การติดตั้งสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสำหรับโครงข่ายหลักของศูนย์ข้อมูล

กรณีศึกษาโครงการจริงที่สะท้อนคุณค่าของการติดตั้งสายเคเบิลใยแก้วนำแสงตามมาตรฐาน ด้วยประสบการณ์ทำงานด้านระบบสายสื่อสารแบบมีโครงสร้างและงานก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานศูนย์ข้อมูลมากว่าสิบหกปี ข้าพเจ้าได้รับผิดชอบโครงการโครงข่ายหลักของศูนย์ข้อมูลจำนวนหลายสิบแห่ง...
ดูเพิ่มเติม
การจัดหมวดหมู่สายเคเบิลสำหรับส่งข้อมูลตามสถานการณ์การใช้งานมีวิธีใดบ้าง

14

Jul

การจัดหมวดหมู่สายเคเบิลสำหรับส่งข้อมูลตามสถานการณ์การใช้งานมีวิธีใดบ้าง

ประสบการณ์จริงจากการติดตั้งในสนามภายใต้สภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ในการย้ายระบบเครือข่ายอย่างครอบคลุมให้กับสำนักงานใหญ่ด้านการเงินเมื่อฤดูใบไม้ผลิที่ผ่านมา ทีมติดตั้งของเราประสบปัญหาการขาดการเชื่อมต่ออย่างรุนแรงทั่วทั้งชั้นปฏิบัติการที่แตกต่างกัน...
ดูเพิ่มเติม
ชนิดของขั้วต่อสำหรับสายเคเบิลแลนแบบแพตช์คืออะไร

18

Jul

ชนิดของขั้วต่อสำหรับสายเคเบิลแลนแบบแพตช์คืออะไร

ความท้าทายในโลกแห่งความเป็นจริงจากการปรับปรุงเครือข่ายเชิงพาณิชย์ ระหว่างการปรับปรุงเครือข่ายขนาดใหญ่สำหรับศูนย์ปฏิบัติการจัดส่งสินค้าอีคอมเมิร์ซเมื่อปีที่ผ่านมา ทีมงานติดตั้งของฉันประสบปัญหาการสูญเสียแพ็กเก็ตอย่างไม่คาดคิดและปัญหาการตัดการเชื่อมต่อแบบเป็นระยะๆ ทั่วทั้งลิงก์หลัก...
ดูเพิ่มเติม

ความคิดเห็นจากลูกค้า

แอนดรูว์ มิลเลอร์

แผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสำหรับซีพียูผสานเข้ากับวงจรระบายความร้อนด้วยของเหลวของเซิร์ฟเวอร์เราได้อย่างราบรื่น การออกแบบที่กะทัดรัดช่วยให้เราจัดเส้นทางสารหล่อเย็นได้อย่างเป็นระเบียบ ขณะเดียวกันก็ให้โซลูชันการระบายความร้อนโดยตรงสำหรับโปรเซสเซอร์ที่ทำงานหนัก

Thomas Carter

เราติดตั้งแผ่นระบายความร้อนแบบเย็นสำหรับซีพียูบนโหนดคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงหลายเครื่อง และเชื่อมต่อผ่านแมนิโฟลด์ร่วมกัน การจัดวางแบบโมดูลาร์ทำให้ทีมวิศวกรของเราขยายระบบและบำรุงรักษาง่ายขึ้น

รับใบเสนอราคาฟรี

ตัวแทนของเราจะติดต่อท่านโดยเร็ว
อีเมล
มือถือ/WhatsApp
ชื่อ-นามสกุล
ชื่อบริษัท
ข้อความ
0/1000
การจัดการความร้อนสำหรับซีพียูอย่างแม่นยำ

การจัดการความร้อนสำหรับซีพียูอย่างแม่นยำ

แผ่นระบายความร้อนสำหรับซีพียูทำหน้าที่ถ่ายโอนความร้อนโดยตรงจากโปรเซสเซอร์เข้าสู่วงจรของของเหลว ซึ่งสร้างเส้นทางการถ่ายเทความร้อนที่สั้นและควบคุมได้ ตัวทำความเย็นไหลผ่านช่องทางภายในที่จัดวางไว้ใต้พื้นผิวหลักที่ถ่ายเทความร้อน และพาพลังงานความร้อนที่ดูดซับออกไปจากซีพียู ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น คุณภาพของวัสดุเชื่อมต่อความร้อน โครงสร้างของช่องทาง การไหลของตัวทำความเย็น ภาระการทำงานของโปรเซสเซอร์ และคุณสมบัติของวัสดุ แผ่นระบายความร้อนสามารถรวมเข้ากับมานิโฟลด์ ปั๊ม ท่อน้ำ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพื่อสร้างวงจรการระบายความร้อนแบบครบวงจร สถาปัตยกรรมแบบตรงนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับเซิร์ฟเวอร์และระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง ซึ่งโปรเซสเซอร์ทำงานภายใต้ภาระงานที่ต่อเนื่องและสร้างความร้อนเข้มข้นในพื้นที่จำกัดของอุปกรณ์
การออกแบบช่องทางการระบายความร้อนอย่างแม่นยำ

การออกแบบช่องทางการระบายความร้อนอย่างแม่นยำ

ช่องระบายความร้อนภายในมีผลต่อประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนของแผ่นระบายความร้อนสำหรับซีพียู รวมทั้งการควบคุมความต้องการแรงดันของสารหล่อเย็น ขนาดของช่อง แนวทางไหล ตำแหน่งของทางเข้าและทางออก และรูปร่างของพื้นผิวสัมผัสสามารถออกแบบให้สอดคล้องกับโปรเซสเซอร์เป้าหมายและสภาวะการใช้งานที่กำหนดได้ ระบบระบายความร้อนควรรักษาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนกับความต้านทานการไหลในระดับที่ยอมรับได้ เพื่อให้ปั๊มสามารถรักษาระบบการไหลเวียนตามที่กำหนดไว้ได้ ความเรียบของพื้นผิวและความดันขณะติดตั้งก็มีความสำคัญเช่นกัน เพราะการสัมผัสอย่างสม่ำเสมอกับแผ่นระบายความร้อนและวัสดุนำความร้อนช่วยให้การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นอย่างคาดการณ์ได้ ด้วยการพิจารณาภาระความร้อนของซีพียู คุณสมบัติของสารหล่อเย็น อัตราการไหล และข้อจำกัดเชิงกลร่วมกัน แผ่นระบายความร้อนจึงสามารถผสานเข้ากับสถาปัตยกรรมการระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
การระบายความร้อนแบบหลายซีพียูที่ปรับขนาดได้

การระบายความร้อนแบบหลายซีพียูที่ปรับขนาดได้

ศูนย์ข้อมูลและแพลตฟอร์ม HPC อาจใช้โปรเซสเซอร์หลายตัวภายในเซิร์ฟเวอร์เดียวหรือข้ามแร็คที่มีความหนาแน่นสูง แผ่นระบายความร้อนสำหรับ CPU สามารถเชื่อมต่อผ่านท่อรวมเพื่อกำหนดเส้นทางการจ่ายและคืนน้ำหล่อเย็นที่เป็นระบบสำหรับโปรเซสเซอร์หลายตัว สาขาการระบายความร้อนสามารถวางแผนได้ตามโหลดความร้อนและอัตราการไหลที่ต้องการของแต่ละ CPU ในขณะที่โครงสร้างพื้นฐานร่วมเชื่อมต่อกับปั๊มและอุปกรณ์ขจัดความร้อน ข้อต่อแบบถอดเร็วสามารถให้อินเทอร์เฟซที่สะดวกเมื่อเซิร์ฟเวอร์ต้องการการบริการหรือเปลี่ยนทดแทน สถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์นี้ช่วยให้ความจุการระบายความร้อนด้วยของเหลวเติบโตไปพร้อมกับโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผล นอกจากนี้ยังสามารถรองรับการใช้งานแบบผสม ที่ใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับโปรเซสเซอร์ที่มีกำลังสูง ในขณะที่อุปกรณ์ที่มีความหนาแน่นต่ำยังคงใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบเดิม

รับใบเสนอราคาฟรี

ตัวแทนของเราจะติดต่อท่านโดยเร็ว
อีเมล
มือถือ/WhatsApp
ชื่อ-นามสกุล
ชื่อบริษัท
ข้อความ
0/1000