Vật liệu tản nhiệt cho trung tâm dữ liệu và máy chủ AI
Xây dựng các giao diện có điện trở thấp cho hệ thống tính toán mật độ cao
Kiểm soát nhiệt độ trên GPU, HBM, CPU, VRM, NIC và các thiết bị lưu trữ bằng các vật liệu tản nhiệt được lựa chọn dựa trên độ phẳng của tấm làm mát, độ dày lớp liên kết, phân bố áp suất, khả năng bảo trì và khả năng vận hành lâu dài trong giá đỡ.
Bên trong nút tính toán
Lập bản đồ mọi giao diện trong máy chủ AI
Các bộ tăng tốc được bố trí cùng với nhiều thiết bị có lưu lượng cao bên cạnh các thiết bị bộ nhớ, điều chỉnh điện áp và mạng. Mỗi giao diện có khoảng cách, mức áp suất cho phép và yêu cầu dịch vụ khác nhau.
Giao diện GPU, HBM và tấm làm mát
Kiểm soát lưu lượng nhiệt cao thông qua một lớp giao diện mỏng và được kiểm soát chặt chẽ, đồng thời bảo vệ vỏ đóng gói khỏi áp suất không đồng đều, hiện tượng cong vênh của tấm làm mát và sự sai lệch trong quá trình lắp đặt.
Khám phá các vật liệu giao diện nhiệt →
VRM, bộ nhớ và các thành phần bộ gia tốc
Giảm thiểu sự chênh lệch chiều cao của các linh kiện bằng cách tích hợp chúng vào bộ tản nhiệt hoặc khung máy mà không gây ra lực nén quá mức lên các gói linh kiện, các mối hàn hoặc bảng mạch in (PCB).
Đọc Hướng dẫn về MOSFET và VRM →
Bộ điều khiển mạng (NIC), bộ chuyển mạch, thiết bị lưu trữ và khung nguồn
Tản nhiệt từ các bộ điều khiển, hệ thống quang học, các mạch công suất và các cụm bo mạch mật độ cao vào vỏ thiết bị trong điều kiện tải liên tục và luồng không khí bị hạn chế.
Khám phá các sản phẩm lấp đầy khe hở bằng nhiệt →Các nhóm vật liệu
Hãy chọn chức năng giao diện trước khi xem xét khía cạnh hóa học
Hãy bắt đầu với các yếu tố như thông lượng nhiệt, khe hở, độ phẳng bề mặt, áp suất lắp đặt, hướng đặt và công tác bảo trì. Sau đó, so sánh các loại vật liệu có thể duy trì sự tiếp xúc trong suốt vòng đời của máy chủ.
Miếng tản nhiệt hiệu suất cao
Bridge đã khắc phục những lỗ hổng liên quan đến HBM, bộ nhớ, VRM, bộ điều khiển và các linh kiện cấp bo mạch thông qua việc bố trí có thể lặp lại.
- Độ dày và hình dạng cắt khuôn theo yêu cầu
- Độ cứng và độ nén được kiểm soát
- Các phương án cách điện
Gel tản nhiệt một thành phần
Phù hợp với các mảng linh kiện không đều và khoảng cách thay đổi, đồng thời đảm bảo áp lực thấp và quy trình phân phối sẵn sàng cho sản xuất.
- Giao diện mềm, có thể loại bỏ được
- Không có chức năng quản lý tỷ lệ pha trộn
- Ứng dụng thủ công hay tự động
Mỡ tản nhiệt có điện trở thấp
Các bề mặt kết nối CPU hoặc GPU ướt, mỏng, phẳng và được kẹp chặt, trong đó độ dày tối thiểu của đường hàn là yếu tố ưu tiên hàng đầu.
- Điện trở tiếp xúc thấp
- Tiềm năng giao diện mỏng
- Bộ phận có thể bảo dưỡng
Vật liệu giao diện thay đổi pha
Đảm bảo sự lắp đặt chính xác và khả năng bám ướt ở nhiệt độ hoạt động cho các bộ xử lý, bộ tăng tốc và tấm làm mát.
- Đã được phủ sẵn hoặc dạng tấm
- Tiềm năng đường liên kết mỏng
- Quy trình sản xuất sạch
Miếng tản nhiệt bằng than chì
Phân tán nhiệt cục bộ theo hướng ngang qua các khoảng trống hẹp gần các bộ điều khiển, bộ nhớ, các thành phần quang học và các khu vực bo mạch nhỏ gọn.
- Sự lan truyền mỏng trong mặt phẳng
- Giảm số lượng điểm nóng
- Hình dạng được cắt theo khuôn tùy chỉnh
Keo dẫn nhiệt
Dán các bộ tản nhiệt, cảm biến và linh kiện làm mát vào những vị trí mà việc sử dụng kẹp hoặc chốt cơ khí là không khả thi.
- Gắn kết kết hợp với truyền nhiệt
- Quá trình đóng rắn được kiểm soát và mô-đun
- Cụm lắp ráp chống rung
So sánh định dạng
Phù hợp hóa vật liệu với giao diện tính toán thực tế
Ứng cử viên mạnh nhất là loại đạt được nhiệt độ thành phần yêu cầu ở độ dày, áp suất và hướng định vị cuối cùng — đồng thời vẫn duy trì được khả năng hoạt động ở quy mô giá đỡ.
| Định dạng tài liệu | Giao diện máy chủ phù hợp nhất | Ưu điểm chính | Các điểm cần lưu ý trong thiết kế |
|---|---|---|---|
| Miếng tản nhiệt | HBM, VRM, bộ nhớ, NIC và khoảng cách giữa các linh kiện với bộ tản nhiệt | Độ dày được xác định rõ ràng và vị trí cắt khuôn chính xác | Lực nén, sự thay đổi chiều cao và sự co ngót lâu dài |
| Keo tản nhiệt | Giao diện mỏng giữa GPU, CPU hoặc giữa gói chip và tấm làm mát | Đường kết dính thấp và khả năng thấm ướt bề mặt tốt | Hút chất thải, thể tích phun, ứng dụng theo phương thẳng đứng và gia công lại |
| Chất dẫn nhiệt thay đổi pha (TIM) | Giao diện bộ xử lý hoặc bộ tăng tốc phẳng | Xử lý sạch sẽ với hiện tượng thấm ướt ở nhiệt độ hoạt động | Nhiệt độ kích hoạt, áp suất và độ ổn định theo chu kỳ |
| Gel làm mát | Mảng VRM, bảng mạch không đồng đều và các vùng linh kiện có nhiều độ cao khác nhau | Tuân thủ quy trình với mức độ căng thẳng thấp và tính linh hoạt trong việc phân phối | Kiểm soát lượng phân phối, độ sụt, độ thoát khí và khả năng thi công |
| Tấm than chì | Các điểm nóng trên bộ điều khiển mỏng, bộ nhớ, hệ thống quang học hoặc khung máy | Sự lan tỏa nhiệt theo phương ngang trong không gian bị giới hạn | Tính dị hướng, cách điện, khả năng xử lý và bảo vệ mép |
| Keo dán nhiệt | Bộ phân tán nhiệt, cảm biến, bộ tản nhiệt hoặc bộ phận làm mát được gắn cố định | Kết dính và dẫn nhiệt trong một quy trình | Phương pháp điều trị, mô đun, độ bền và chiến lược loại bỏ |
Quy trình tuyển chọn
Xây dựng bản tóm tắt giao diện máy chủ trong năm bước
Một bản tóm tắt kỹ thuật hữu ích sẽ liên kết kiến trúc nguồn và tản nhiệt của thiết bị với các yêu cầu có thể đo lường được về giao diện, cơ khí, bảo trì và độ tin cậy.
Lập bản đồ các nguồn nhiệt
Liệt kê các mức tổn thất của GPU, HBM, CPU, VRM, NIC và bộ lưu trữ, các giới hạn nhiệt độ và các cấu hình hoạt động.
Đo chiều cao chồng
Ghi lại diện tích tiếp xúc, khe hở tối thiểu và tối đa, độ đồng phẳng, độ phẳng của tấm làm mát và bố trí các chi tiết gắn kết.
Đặt mức áp suất cho phép
Xác định mức ứng suất cho phép đối với vỏ gói, HBM, PCB và mối hàn trong phạm vi dung sai lắp ráp.
Kế hoạch sản xuất và dịch vụ
Xác nhận vị trí lắp đặt, việc phân phối, kiểm tra, hướng đặt giá đỡ, tháo dỡ và nhu cầu thay thế tại hiện trường.
Xác minh độ tin cậy
Kiểm tra điện trở, khả năng bơm ra, độ biến dạng nén và độ bám dính sau khi thực hiện các chu kỳ thử nghiệm, lão hóa và vận hành lặp lại.
Các biến số kỹ thuật
Cần xác định những yếu tố nào trước khi lấy mẫu?
Việc lựa chọn vật liệu cho máy chủ AI sẽ hiệu quả hơn khi mẫu phản ánh chính xác tấm làm mát, cấu trúc gói linh kiện, áp suất và hướng đặt. Hãy cung cấp một khoảng giá trị khi thiết kế cơ khí vẫn đang trong quá trình điều chỉnh.
Chính toàn bộ đường dẫn truyền nhiệt từ silicon đến chất làm mát — chứ không phải một giá trị W/mK nào — mới quyết định hiệu năng của máy chủ.Công suất và Nhiệt độ
Công suất ổn định và công suất tạm thời của thiết bị, giới hạn điều chỉnh công suất, nhiệt độ mục tiêu tại điểm nối hoặc vỏ thiết bị, điều kiện chất làm mát và môi trường xung quanh.
Khoảng cách và độ phẳng
Phạm vi đường hàn, chiều cao gói linh kiện, độ đồng phẳng HBM, độ cong của tấm làm mát, độ nhám và tổng dung sai.
Phân bố áp suất
Mẫu bố trí bulông, mô-men xoắn, lực kẹp, giới hạn ứng suất của gói và độ đồng đều của áp suất trên toàn bộ vùng hoạt động.
Độ sạch của vật liệu
Rò rỉ, thoát khí, độ nhạy cảm với silicone, giới hạn ô nhiễm và khả năng tương thích với các bộ phận quang học hoặc các điểm tiếp xúc lân cận.
Độ tin cậy và định hướng
Chu kỳ nhiệt, tải liên tục, lắp đặt theo phương thẳng đứng, xả bằng bơm, độ biến dạng nén và tuổi thọ dự kiến.
Lắp ráp và sửa chữa
Phương pháp lắp đặt hoặc phân phối, thời gian chu kỳ, kiểm tra, tháo tấm làm mát và chiến lược thay thế tại hiện trường.
Phòng ngừa sự cố
Thiết kế nhằm ứng phó với các rủi ro phát sinh sau khi lắp ráp
Một mẫu thử có thể hoạt động tốt trong điều kiện thử nghiệm trên bàn thí nghiệm, nhưng vẫn có thể mất khả năng tiếp xúc hoặc khả năng vận hành sau khi chịu tải liên tục, qua các chu kỳ hoạt động và bảo trì giá đỡ lặp đi lặp lại.
Độ dày miếng đệm không đúng
Miếng đệm quá mỏng có thể không tiếp xúc được; miếng đệm quá dày có thể làm tăng lực cản và gây căng thẳng cho vỏ bọc.
Xem lại việc lựa chọn độ dày của tấm lót →Áp lực không đồng đều trên GPU hoặc HBM
Cấu trúc vòm tấm làm mát, thứ tự lắp ráp các chi tiết cố định và độ cứng có thể gây ra các điểm nóng cục bộ hoặc làm quá tải cụm linh kiện.
Xem lại Hướng dẫn về nén →Hút dầu mỡ hay quá trình lão hóa đệm
Tải trọng liên tục và quá trình hoạt động theo chu kỳ có thể làm thay đổi độ tiếp xúc, độ đàn hồi và mức độ bao phủ bề mặt tiếp xúc trong suốt vòng đời sản phẩm.
Tìm hiểu về tuổi thọ của miếng lót GPU →Việc quá phụ thuộc vào đơn vị W/mK
Độ dẫn điện thể tích không thể bù đắp cho độ dày quá lớn, khả năng thấm ướt kém hoặc áp suất không đồng đều.
Tìm hiểu lý do tại sao giá trị W/mK cao hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn →Tiếp xúc kém khi chênh lệch độ cao
Một loại vật liệu giao diện có thể không phù hợp với các khe hở của GPU, bộ nhớ và VRM, vốn có dải dung sai rất khác nhau.
So sánh định dạng Putty và Pad →Hư hỏng trong quá trình sửa chữa bằng tấm làm lạnh
Độ bám dính cao, hiện tượng rách hoặc cặn bám không kiểm soát được có thể gây khó khăn cho việc thay thế bộ tăng tốc và bảo trì tại hiện trường.
Xem lại các giới hạn thông thường của cụm đế →Nền tảng tính toán
Các hệ thống khác nhau tạo ra các ưu tiên về nhiệt khác nhau
Mật độ công suất, bố trí bộ gia tốc, kiến trúc làm mát, hướng đặt giá đỡ và mô hình dịch vụ đều ảnh hưởng đến sự cân bằng lý tưởng giữa trở kháng, độ linh hoạt và khả năng sửa chữa.
Máy chủ GPU và máy chủ gia tốc
- Mật độ nhiệt cao và làm mát bằng chất lỏng
- Kiểm soát áp suất GPU/HBM
- Tấm làm lạnh có thể bảo trì
CPU và các nút tính toán mật độ cao
- Các giao diện bộ xử lý mỏng
- Kiểm soát bộ nhớ và khoảng cách VRM
- Các chu kỳ nhiệt lặp lại
Bộ chuyển mạch, bộ điều hợp mạng (NIC) và hệ thống quang học
- Các điểm nóng về ASIC và quang học
- Các đường dẫn luồng khí nhỏ gọn
- Hoạt động trong thời gian dài mà không cần giám sát
Hệ thống lưu trữ và bộ nhớ
- Bộ điều khiển và hệ thống gia nhiệt nhanh
- Các hạn chế về khung máy mỏng
- Lắp ráp số lượng lớn
Kế hoạch xác nhận
Hãy thử nghiệm toàn bộ chồng mẫu, không chỉ riêng mẫu thử vật liệu
Dữ liệu phiếu giảm giá giúp so sánh các ứng viên. Quá trình xác thực trên máy chủ xác nhận liệu giao diện có duy trì được nhiệt độ và khả năng tiếp xúc thông qua các chu kỳ áp suất thực, định hướng, tải trọng và bảo trì hay không.
Xem lại các tiêu chuẩn kiểm tra TIM phổ biến →Điện trở nhiệt
Đo hiệu suất giữa thiết bị và chất làm mát hoặc giữa linh kiện và khung máy ở độ dày và áp suất thực tế.
Lập bản đồ áp suất
Xác nhận mô-men xoắn của bulông, độ phẳng của tấm làm mát và sự phân bố tải trọng trên các vùng GPU và HBM.
Xả nước và xả khí
Đánh giá hiện tượng di chuyển, độ bao phủ và độ ổn định của vật liệu dưới tác động của tải trọng liên tục và chu kỳ tải.
Hướng dọc
Thử nghiệm độ sụt, độ chảy và khả năng tiếp xúc lâu dài theo hướng của giá đỡ đã lắp đặt.
Lão hóa và đạp xe
Theo dõi trở kháng sau quá trình thay đổi nhiệt độ theo chu kỳ, bảo quản ở nhiệt độ cao và vận hành trong thời gian dài.
Khả năng bảo trì
Kiểm tra lực tháo gỡ, cặn bám, mức độ hư hỏng của miếng đệm, độ lặp lại khi thay thế và quá trình lắp ráp lại tại hiện trường.
Từ nguyên mẫu đến quy mô giá đỡ
Hiệu suất của vật liệu phải được duy trì trong suốt quá trình lắp ráp
Haktak có thể hỗ trợ trong việc phát triển công thức và định dạng đóng gói. Vui lòng cung cấp sớm các bản vẽ tấm làm mát, chiều cao bao bì, giới hạn áp suất, khối lượng sản xuất hàng năm, phương pháp lắp đặt và các yêu cầu về việc sửa chữa lại.
Độ dày và độ cứng tùy chỉnh
Cân bằng giữa tiếp xúc, ứng suất gói và phạm vi dung sai cho GPU, HBM, VRM và các giao diện bộ nhớ.
Chế biến sản phẩm cắt khuôn
Cung cấp các miếng đệm và chi tiết bằng than chì có lỗ, mấu, lớp lót và hình học sẵn sàng để lắp đặt.
Hỗ trợ phân phối
Điều chỉnh bao bì gel hoặc mỡ sao cho phù hợp với hình dạng hạt, kích thước hạt, thiết bị, thời gian chu kỳ và quy trình kiểm tra.
Mẫu thử nghiệm
So sánh các định dạng vật liệu và phạm vi tính chất trước khi tiến hành gia công tấm lạnh và kiểm định máy chủ.
Tài nguyên kỹ thuật
Xây dựng thông số kỹ thuật vật liệu cho máy chủ AI mạnh mẽ hơn
Hãy sử dụng các hướng dẫn này để so sánh các định dạng vật liệu, xác định hình học của chồng vật liệu và lập kế hoạch kiểm định thực tế cũng như kế hoạch bảo trì.
Miếng tản nhiệt dành cho máy chủ AI và GPU công suất cao
Liên hệ các yêu cầu về GPU, HBM, VRM và tấm tản nhiệt với việc lựa chọn miếng đệm tản nhiệt.
Đọc Hướng dẫn về máy chủ AI →Độ dày đường nối ảnh hưởng đến hiệu suất như thế nào
Hãy tìm hiểu lý do tại sao độ dày lớp phủ cuối cùng lại là yếu tố không thể thiếu trong mọi so sánh giữa GPU và tấm làm mát.
Xem xét các hiệu ứng Bond-Line →Độ dẫn nhiệt so với điện trở nhiệt
Hiểu rõ cách các tính chất vật liệu và hình học tổng thể của cấu trúc xếp chồng ảnh hưởng đến nhiệt độ.
Xem lại các chỉ số nhiệt →Tại sao miếng tản nhiệt lại không hiệu quả?
Xem xét các vấn đề liên quan đến độ nén, nhiễm bẩn, lão hóa và vị trí lắp đặt khiến diện tích tiếp xúc bị giảm.
Xem các dạng hỏng hóc thường gặp của miếng đệm →Vật liệu nhiệt có mức thoát khí thấp
Cần xem xét các yếu tố như ô nhiễm, sự thất thoát do bay hơi và các yêu cầu về tiếp xúc sạch khi làm việc gần các thiết bị nhạy cảm.
Đọc Hướng dẫn về sản phẩm có mức thoát khí thấp →Khám phá các sản phẩm vật liệu của Haktak
Xem xét các dòng sản phẩm chất dẫn nhiệt và chất kết dính hiện có, cũng như các loại sản phẩm cụ thể.
Xem tất cả sản phẩm →Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi thường gặp về vật liệu tản nhiệt cho máy chủ AI
Kết quả lựa chọn cuối cùng cần được kiểm chứng trên hệ thống thực tế bao gồm GPU, HBM, tấm làm mát và cấu trúc giá đỡ.
Loại vật liệu cách nhiệt nào là phù hợp nhất cho tấm làm mát GPU?
Mỡ tản nhiệt và vật liệu thay đổi pha thường được sử dụng cho các bề mặt tiếp xúc GPU mỏng và phẳng. Trong trường hợp cấu trúc xếp chồng có khe hở cố định hoặc thay đổi, miếng đệm tản nhiệt hoặc gel tản nhiệt có thể là lựa chọn phù hợp hơn. Độ phẳng, áp lực, nguy cơ rò rỉ và khả năng bảo trì là những yếu tố quyết định hình thức sử dụng tối ưu.
Loại vật liệu tản nhiệt nào được sử dụng xung quanh HBM và VRM?
Miếng đệm nhiệt mềm và gel dùng một lần được sử dụng phổ biến vì chúng giúp bù đắp sự chênh lệch về chiều cao của các linh kiện đồng thời hạn chế ứng suất lên vỏ đóng gói và bảng mạch in (PCB). Độ dày và áp lực cần được kiểm chứng trên toàn bộ cụm gia tốc.
Độ dẫn nhiệt cao hơn có phải lúc nào cũng tốt hơn cho các máy chủ AI không?
Không. Nhiệt độ cuối cùng còn phụ thuộc vào độ dày, điện trở tiếp xúc, áp suất, tính thấm ướt bề mặt và độ ổn định lâu dài. Một giao diện hoàn chỉnh có điện trở thấp quan trọng hơn so với chỉ riêng hệ số dẫn nhiệt (W/mK) của vật liệu.
Làm thế nào để giảm lượng mỡ tản nhiệt bị bơm ra?
Sử dụng lượng chất bôi trơn được kiểm soát, lực kẹp ổn định, độ nhớt phù hợp và công thức đã được kiểm chứng qua các chu kỳ tải trọng và nhiệt độ dự kiến. Độ phẳng của tấm làm mát và độ giãn nở nhiệt cũng ảnh hưởng đến hiện tượng di chuyển.
Trong quá trình bảo trì máy chủ, khi nào thì cần thay thế miếng tản nhiệt?
Hãy thay thế miếng đệm khi nó bị rách, bị nén vĩnh viễn, mất độ đàn hồi, bị nhiễm bẩn hoặc không thể khôi phục lại độ tiếp xúc hoàn toàn sau khi tháo rời. Quy trình bảo dưỡng cần quy định rõ các tiêu chí kiểm tra và thay thế.
Haktak cần những thông tin nào để đưa ra đề xuất?
Cung cấp thông tin về công suất thiết bị, nhiệt độ mục tiêu, diện tích tiếp xúc, khe hở, chiều cao vỏ, độ phẳng của tấm làm mát, áp suất lắp đặt, hướng đặt, biểu đồ chu kỳ, quy trình lắp ráp, nhu cầu sửa chữa và khối lượng dự kiến.
Bắt đầu với hệ thống xử lý toàn diện
Thiết kế hệ thống cấp nguồn, khe hở, áp suất và tấm làm mát
Haktak có thể hỗ trợ so sánh các loại miếng tản nhiệt, mỡ tản nhiệt, vật liệu thay đổi pha, gel, than chì và chất kết dính dành cho phần cứng máy tính mật độ cao và trung tâm dữ liệu.