תקשורת ומراكז נתונים

עם התקדמות הטכנולוגיה של דור חמש,حوسبة ענן, בינה מלאכותית ומידע ענק, עלות החישוב וההעברה של ציוד תקשורת ומراكז נתונים עלתה במהירות. ככל שצפיפות הכוח של שבבים ממשיכה לגדול, ניהול תרמי הפך לאחד האתגרים המרכזיים בעיצוב מערכת. בין אם מדובר ב עלו במהירות. ככל שצפיפות הכוח של שבבים ממשיכה לגדול, ניהול תרמי הפך לאחד האתגרים המרכזיים בעיצוב מערכת. בין אם מדובר במודולי הגברה של רכיבי RF ובמודולי אופטיקה בתחנות בסיס 5G, או במרכזי עיבוד (CPU), מרכבי עיבוד גרפיים (GPU) ושבבי מתגים במراكז נתונים אה s, ניהול תרמי יעיל במרחבים צפופים הוא ערך זהב להבטחת פעילות יציבה לאורך זמן. עיצוב תרמי לא מספיק עלול להוביל לטמפרטורות חיבוריות מופרזות של המכשיר, מה שגורם לירידת ביצועים, עלייה בשיעורי כשל, קיצור מחזור החיים ואפילו כיבויי מערכת, הכוללים אובדן כלכלי משמעותי.

לבעיות נפוצות בניהול תרמי של ציוד תקשורת משקפים: גורם צורה קומפקטי, צפיפות הספק גבוהה ושטח קירור מוגבל; סביבת התקנה מורכבת בה תחנות בסיס חיצוניות סובלות מחזורי טמפרטורה קיצוניים, ירידת גשמים, אבק ורסיס מלח; דרישה לציוד תחנות בסיס לפעול ברציפות ללא הפרעה, מה שמצריך פתרונות קירור אמינים במיוחד וחסרי צורך בשטיפת שרות; יחד עם שיקולים של משקל, עלות וצריכת אנרגיה לצמצום עלות בעלות כוללת (TCO) של הלקוח. מרכזי נתונים מתמודדים עם אתגרים כגון ארגון זרימת אויר מורכב בתוך המידפים, כתמים חמים מקומיים בולטים וצריכת אנרגיה גבוהה של מאווררים, ובכך יש צורך לאזן בין יעילות תרמית לבין PUE (יעילות שימוש בכוח חשמלי).

ניתן ליישם פתרונות שונים לניהול תרמי למגוון תרחישי יישום בתקשורת ובמרכזי נתונים. עבור מגדירי הספק של תחנות בסיס 5G ויחידות אנטנה פעילות (AAUs), נהוג להשתמש בצינורות קיטור או מפיצי חום בשילוב עם שוחות שיניים משופרות (Skived Fin). פתרונות אלו מפזרים במהירות ובצורה אחידה את חום השבב אל שיני השוחה, שמפזרות את החום באמצעות הולכה טבעית. עבור ציוד חיצוני בעל הספק גבוה, ניתן לעצב שוחות שיניים או שוחות שיניים יצוקות חד-גוש, עם טיפולים של אנדיזציה או ציפוי על פני השטח כדי לשפר את עמידותן בפני שחיקה. שרתים במרכזי נתונים משתמשים בדרך כלל בערכת קירור בכוח הנעה, הכוללת שוחות חום ומאווררים, כאשר שוחות שיניים דוקרניות (pin-fin) נפוצות במיוחד בזכות הפצה תרמית דו-כיוונית והיעילות הגבוהה שלהן. עבור מחשוב ביצועים גבוה (HPC) ומجموعות הדרכה של בינה מלאכותית, פתרונות קירור נוזלי הופכים לנפוצים יותר. פתרונות אלו משתמשים בלוחות קירור (cold plates) להעברת ישירה של חום אל מערכת נוזל מסתעת, ובכך מקטינים בצורה משמעותית את טמפרטורת המפרק ואת צריכה של צריכת הספק של המאווררים.