Телекомунікації та центри обробки даних

З розвитком 5G, хмарних обчислень, штучного інтелекту та великих даних обчислювальне навантаження та обсяги передачі даних у телекомунікаційному обладнанні та центрах оброблення даних стрімко зросли. Оскільки щільність потужності чіпів постійно зростає, теплове управління стає однією з ключових задач у проектуванні систем. Незалежно від того, чи стосується це Модулі радіочастотних підсилювачів та оптичні модулі в базових станціях 5G, чи про процесори CPU, GPU та комутаційні чіпи в центрах обробки даних ер с, ефективне теплове управління в обмежених просторах є важливим для забезпечення тривалої стабільної роботи. Недостатнє теплове проектування може призводити до надмірних температур переходів пристроїв, що призводить до погіршення продуктивності, збільшення кількості відмов, скорочення терміну служби та навіть відключення системи, спричиняючи значні економічні збитки.

Типові проблеми теплового управління обладнанням зв'язку включають: компактні габарити, високу густину потужності та обмежений простір для охолодження; складні умови монтажу, коли базові станції на вулиці піддаються екстремальним температурним циклам, опадам, пилу та сольовому туману; необхідність безперервної роботи обладнання базових станцій без перерв, що вимагає високонадійних рішень для охолодження без обслуговування; а також врахування ваги, вартості та енергоспоживання для зниження сукупної вартості володіння (TCO) операторів. Центри обробки даних стикаються з такими викликами, як складна організація повітрообміну всередині стоїків, виражені локальні гарячі точки та високе енергоспоживання вентиляторів, що потребує балансу між тепловою ефективністю та PUE (ефективністю використання електроенергії).

Для різних сценаріїв застосування в телекомунікаціях та центрах оброблення даних можуть використовуватися різні рішення для теплового управління. Для підсилювачів потужності базових станцій 5G та AAU (Active Antenna Units) зазвичай застосовують теплові трубки або теплорозподільники у поєднанні з радіаторами Skived Fin. Ці елементи швидко та рівномірно розподіляють тепло від чипів на ребра, які потім відводять його за рахунок природної конвекції. Для вуличного обладнання великої потужності можна проектувати ребристі радіатори або монолітні радіатори литого виготовлення, поверхню яких піддають анодуванню або покриттю для підвищення стійкості до корозії. У серверах центрів оброблення даних зазвичай використовують системи примусового повітряного охолодження, що поєднують радіатори з вентиляторами, причому найбільш поширеними є радіатори з шпильчастими ребрами завдяки їх здатності відводити тепло в усіх напрямках та високій тепловій ефективності. Для високопродуктивних обчислень (HPC) та кластерів навчання штучного інтелекту все частіше застосовують рідинне охолодження. Такі рішення використовують холодильні пластини для безпосереднього відведення тепла в циркуляційну рідинну систему, значно знижуючи температуру переходу та споживання електроенергії вентиляторами.