Komunikacije i podatkovni centri

S napretkom 5G-a, cloud računarstva, umjetne inteligencije i velikih podataka, računalni i prijenosni opterećenja komunikacijske opreme i centara za podatke brzo su porasli. Kako se gustoća snage čipova nastavlja povećavati, upravljanje toplinom postalo je jedna od ključnih izazova u dizajnu sustava. Bez obzira radi li se o RF pojačala snage i optičkim modulima unutar 5G baznih stanica ili o CPU-ima, GPU-ima i preklopnim čipovima u centrima za podatke eR s, učinkovito upravljanje toplinom u ograničenim prostorima ključno je za osiguravanje dugotrajnog stabilnog rada. Neadekvatni termički dizajn može dovesti do prekomjernih temperatura spojeva uređaja, što rezultira degradacijom performansi, povećanim stopama kvarova, smanjenjem vijeka trajanja i čak prestankom rada sustava, uzrokujući značajne ekonomske gubitke.

Tipični problemi upravljanja toplinom za komunikacijsku opremu uključuju: kompaktne dimenzije, visoku gustoću snage i ograničeni prostor za hlađenje; složene uvjete instalacije gdje vanjske bazne stanice podnose ekstremne promjene temperature, oborine, prašinu i slanu maglu; zahtjev da bazna oprema radi neprekidno bez prekida, što zahtijeva izuzetno pouzdane i održavanju neosjetljive rješenja za hlađenje; uz dodatne razmatranja težine, troškova i potrošnje energije kako bi se smanjio ukupni trošak vlasništva (TCO) operatera. Centri za podatke suočavaju se s izazovima poput složene organizacije protoka zraka unutar ormara, izraženih lokaliziranih vrućih točaka i visoke potrošnje energije ventilatora, što zahtijeva ravnotežu između termičke učinkovitosti i PUE-a (Power Usage Effectiveness).

Za različite primjene u telekomunikacijama i centrima podataka mogu se koristiti višestruke rješenja upravljanja toplinom. Za pojačala snage 5G baznih stanica i AAU (aktivne antenske jedinice), često se koriste cijevi za prijenos topline ili raspršivači topline kombinirani s rashladnim hladnjacima s izrezanim rebrima. Oni brzo i ravnomjerno raspodjeljuju toplinu čipova na rebra, koja je zatim disipira putem prirodne konvekcije. Za vanjsku opremu visoke snage mogu se dizajnirati hladnjaci s rebrima ili monolitni hladnjaci izrađeni postupkom ulivnog lijevanja, dok tretmani površine anodizacijom ili premazivanjem povećavaju otpornost na koroziju. Poslužitelji u centrima podataka obično koriste rashladne sustave s prisilnim zračnim hlađenjem koji kombiniraju hladnjake s ventilatorima, pri čemu se pin-fin hladnjaci široko koriste zbog svoje svjesmjerne disipacije topline i visoke termalne učinkovitosti. Za računanje visokih performansi (HPC) i AI skupove za učenje, sve učestalija su rješenja s tekućinskim hlađenjem. Ona koriste hladne ploče za izravan prijenos topline u cirkulacijski tekućinski sustav, znatno smanjujući temperature spojeva i potrošnju energije za rad ventilatora.