Комуникации и центрове за данни

С напредъка на 5G, облачните изчисления, изкуствения интелект и големите данни, изчислителните и предавателни натоварвания на комуникационното оборудване и центровете за данни рязко са нараснали. Тъй като плътността на мощността на чиповете продължава да нараства, топлинният контрол е станал едно от основните предизвикателства при проектирането на системи. Независимо дали става въпрос за Модули за RF усилватели и оптични модули в 5G базови станции или за CPU, GPU и превключващи чипове в центровете за данни eR с, ефективното топлинно управление в ограничени пространства е от съществено значение за осигуряване на дългосрочна стабилна работа. Недостатъчният топлинен дизайн може да доведе до прекомерно високи температури в преходите на устройствата, което води до намаляване на производителността, увеличаване на честотата на повреди, скъсяване на живота и дори системни прекъсвания, причиняващи значителни икономически загуби.

Типичните предизвикателства при термичния мениджмънт на комуникационни устройства включват: компактни форм-фактори, висока плътност на мощността и ограничено пространство за охлаждане; сложни условия на инсталиране, при които външните базови станции изпитват екстремни температурни цикли, валежи, прах и солен пръскателен аерозол; изискването базовите станции да работят непрекъснато, без прекъсвания, което изисква високо надеждни и неизискващи поддръжка решения за охлаждане; както и съображения относно тегло, разходи и енергийно потребление, за да се намали общата стойност на собственост (TCO) за операторите. Центровете за данни са изправени пред предизвикателства като сложна организация на въздушния поток в рамките, ясно изразени локални горещи точки и високо енергийно потребление на вентилаторите, което изисква баланс между термична ефективност и PUE (ефективност на употребата на енергия).

Могат да се използват различни решения за термично управление в различни приложни сценарии в телекомуникациите и центровете за данни. За усилватели на мощност и AAU (активни антенни устройства) в 5G базови станции често се използват топлинни тръби или разпространители на топлина в комбинация с радиатори с фрезовани ребра. Те бързо и равномерно разпределят топлината от чипа към ребрата, които след това я отвеждат чрез естествена конвекция. За външно високомощно оборудване могат да се проектират радиатори с ребра или монолитни леени под налягане радиатори, като повърхностни анодни покрития или други обработки подобряват корозионната устойчивост. Сървърите в центровете за данни обикновено използват системи за принудително въздушно охлаждане, комбиниращи радиатори с вентилатори, като най-често се прилагат радиатори с щифтове поради тяхното всенасочено отвеждане на топлина и висока топлинна ефективност. За високопроизводителни изчисления (HPC) и AI обучаващи кластери все по-разпространени стават решенията за течно охлаждане. Те използват студени плочи, за да прехвърлят директно топлината към циркулираща течна система, значително намалявайки температурата на прехода и консумацията на енергия от вентилаторите.