隨著AI應用領域擴大,算力需求持續增加,對耗電功率的需求同步提升,如何解決高功率的散熱問題,成為AI及高速運算發展時,需要先行解決的問題。相較于目前常見的系統級氣冷、液冷等方式,業者開始將矛頭指向發熱源,希望透過點對點的方式,針對處理器先行散熱,降低系統端散熱的負擔。
供應鏈業者指出,針對高速運算需求,芯片的熱設計工耗(TDP)在400W已經成為常態,根據預估,2025年時TDP上看600W的芯片將成為主流,且后續TDP還會持續往上。如何解決散熱問題,將是高速運算普及落實在各項應用上的關鍵之一。
業者指出,目前散熱技術主要分為氣冷與液冷兩大領域。常見的氣冷散熱,是由接觸面、散熱導管、散熱鰭片及風扇組成,在熱接觸面與芯片間涂上導熱膏,讓熱經由熱導管到散熱鰭片上,再由風扇產生的對流進行散熱。
液冷散熱則有較多不同方式,包括將氣冷的熱傳導路徑,改為熱接觸面與芯片間涂上導熱膏,而熱經由水冷液的水路管線傳導到水冷排上,再透過風扇使熱度散出;以及目前較受市場關注,將服務器直接浸于冷卻液中,但又可分為單相與雙相的浸沒式散熱。
不過,相較于系統架構層級的散熱設計,業者更希望直接從熱源,也就是芯片端,直接進行散熱。據了解,目前芯片端散熱多采用均熱板。
一詮精密借由工研院的技術移轉,開發能直接貼附在高效運算(HPC)芯片表面,并借由真空腔體內的冷卻液蒸發與冷凝,達到快速傳熱與大量移除熱量效果的散熱元件,借以取代傳統的均熱板。
一詮精密董事長周萬順表示,真空的蒸汽腔體直接貼合在芯片上散熱,難度非常高,一旦導入,不僅將是全球首創,亦有機會成為未來先進封裝制程的最佳解決方案。
一詮精密也指出,與傳統均熱片不同,在真空的蒸汽腔體內,有透過電鍍毛細生成技術產生的電鍍枝狀晶毛細結構,該結構比傳統的粉末燒結、網目具有更好的散熱能力,也是技術重點之一。
據了解,一詮精密產品已切入供應鏈中,最快2024年第1季與相關業者的下一代芯片產品結合,如果客戶端接受度高,則有望從2024年下半起,直接導入新時代的芯片制程中。
另外,針對高速運算時芯片端產生的高熱,包括鴻佰、東元電機等多家業者,也提出直接將液冷水管路經過芯片等熱源,再透過點對點方式將熱源帶出的設計。
責任編輯:游允彤
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