Dzięki rozwojowi technologii 5G, obliczeń w chmurze, sztucznej inteligencji i dużych danych, obciążenia obliczeniowe oraz przesyłowe sprzętu telekomunikacyjnego i centrów danych gwałtownie wzrosły. W miarę jak gęstość mocy chipów stale rośnie, zarządzanie temperaturą staje się jednym z kluczowych wyzwań w projektowaniu systemów.
Dzięki rozwojowi technologii 5G, obliczeń w chmurze, sztucznej inteligencji i dużych danych, obciążenia obliczeniowe oraz przesyłowe sprzętu komunikacyjnego i centrów danych gwałtownie wzrosły. W miarę jak gęstość mocy chipów stale rośnie, zarządzanie temperaturą staje się jednym z kluczowych wyzwań w projektowaniu systemów. Niezależnie od tego, czy dotyczy to Modułów wzmacniaczy mocy RF i modułów optycznych w stacjach bazowych 5G, czy procesorów CPU, GPU oraz układów przełączających w centrach danych - Nie. s, skuteczne zarządzanie ciepłem w ograniczonych przestrzeniach jest niezbędne do zapewnienia długotrwałej, stabilnej pracy. Niewłaściwy projekt termiczny może prowadzić do nadmiernych temperatur złączy urządzeń, co skutkuje degradacją wydajności, zwiększonymi wskaźnikami uszkodzeń, skróceniem czasu życia oraz nawet awariami systemu, powodując znaczne straty ekonomiczne.
Typowe wyzwania związane z zarządzaniem temperaturą w sprzęcie telekomunikacyjnym to m.in.: kompaktowa konstrukcja, wysoka gęstość mocy oraz ograniczona przestrzeń do chłodzenia; skomplikowane środowiska instalacyjne, w których stacje bazowe na zewnątrz są narażone na ekstremalne cykle temperatury, opady, kurz i mgłę solną; konieczność ciągłej, nieprzerwanej pracy sprzętu stacji bazowych, co wymaga bardzo niezawodnych i bezobsługowych rozwiązań chłodzenia; a także kwestie związane z wagą, kosztem i zużyciem energii, mające na celu zmniejszenie całkowitego kosztu posiadania (TCO) dla operatorów. Centra danych napotykają wyzwania takie jak skomplikowana organizacja przepływu powietrza w szafach, wyraźne lokalne gorące punkty oraz wysokie zużycie energii przez wentylatory, co wymaga osiągnięcia równowagi między efektywnością termiczną a współczynnikiem PUE (Power Usage Effectiveness).
Można zastosować wiele rozwiązań zarządzania temperaturą w różnych scenariuszach zastosowań w telekomunikacji i centrach danych. W przypadku wzmacniaczy mocy stacji bazowych 5G oraz AAU (Active Antenna Units), powszechnie stosuje się rury cieplne lub rozpraszacze ciepła w połączeniu z radiatorami Skived Fin. Te szybko i równomiernie rozprowadzają ciepło z chipu na żebra, skąd jest ono odprowadzane przez konwekcję naturalną. Dla urządzeń zewnętrznych o dużej mocy można projektować radiatory żebrowane lub monolityczne radiatory odlewane, a obróbka powierzchniowa przez anodyzację lub powłoki zwiększa odporność na korozję. Serwery w centrach danych zwykle wykorzystują chłodzenie wymuszone z zastosowaniem radiatorów i wentylatorów, przy czym szerokie zastosowanie znajdują radiatory pine-finned ze względu na rozproszone we wszystkich kierunkach odprowadzanie ciepła i wysoką efektywność termiczną. W przypadku obliczeń o wysokiej wydajności (HPC) i klastrów do szkolenia sztucznej inteligencji coraz częściej dominują rozwiązania chłodzenia cieczowego. Wykorzystują one płytki chłodzące do bezpośredniego przekazywania ciepła do układu cyrkulacyjnego cieczy, znacznie obniżając temperaturę złącza oraz zużycie energii przez wentylatory.
EN
