Molex發表I/O模組熱管理解決方案深度報告

2024 年 06 月 20 日

莫仕(Molex)發布了一份報告,探討資料中心架構師和營運商在努力平衡高速資料輸送量需求與不斷成長的功率密度以及關鍵伺服器和互連系統散熱需求的影響時,可能遇到的熱管理挑戰和解決方案。

Molex莫仕的《關於I/O模組熱管理解決方案的深度報告》討論了傳統熱特性和管理方法的侷限性,並探索伺服器和光模組散熱方面的新創新,以支援112G和224G連接的需求。

Molex莫仕支援性解決方案團隊副總裁兼總經理Doug Busch表示,隨著對於更快速、更高效的資料處理和儲存需求不斷增加,推動生成式人工智慧應用和從112Gbps PAM-4向224Gbps PAM-4的轉變所需的高性能伺服器和系統所產生的熱量也在迅速上升。透過採用新型冷卻技術並整合光纖連接和光模組,將最佳化下一代資料中心內的氣流和熱管理。Molex莫仕正在推動銅和光纖平台以及其電力管理產品在熱管理方面的創新,以幫助客戶提升系統冷卻能力,並提升下一代資料中心的能效。

在伺服器和網路基礎設施之間轉換224Gbps PAM-4互連,將使每條通道資料速率增加了一倍。功耗也隨之激增,僅是光模組在長距離一致性連結中的功耗從幾年前的12W飆升到40W,相當於功率密度增加了近四倍。

在報告中,Molex莫仕探討了最新的空氣冷卻技術,以及將創新性液冷解決方案與現有尺寸整合,以滿足I/O模組日益成長的功耗和熱需求,此外亦提及直接對晶片進行液冷、浸沒式冷卻以及被動元件在增強主動冷卻中的作用。報告還描述了最有效的冷卻方法,以因應晶片和I/O模組中的高功耗需求。

對於插拔式I/O模組中持續存在的散熱挑戰,Molex莫仕推出了一種稱為整合浮動基座的液冷解決方案。該設計中,與模組接觸的每個基座都採用彈簧支撐,而且可以獨立移動,使單一冷板能夠用於不同的1xN和2xN單排和堆疊式插槽配置。例如,適用於1×6 QSFP-DD模組的解決方案採用六個獨立移動的基座,能夠彌補不同的連接埠堆疊高度,同時確保無縫的熱接觸。因此,熱量透過最短的傳導路徑直接從發熱模組流向基座,盡可能減小熱阻,並使熱傳遞效率達到最高。

此外,Molex莫仕的報告也概述了浸沒式冷卻的固有成本和風險,它能提供高效的熱冷卻能力,每個機架的熱冷卻功率超過約50KW,但是需要徹底改造資料中心的架構。

在Molex莫仕的《關於I/O模組熱管理解決方案的深度報告》中,除了液冷技術之外,還詳細介紹了模組設計和熱特性方面的先進方法,有望改變高速網路互連的性能。這些技術就I/O模組而言,可將新的解決方案整合到伺服器和交換機中,在不影響可靠性的情況下達到更大的散熱。為此,報告介紹了一種創新的Molex莫仕下拉式散熱器(DDHS)解決方案,不但能夠大幅提高傳統散熱器的熱傳導效率,同時減少金屬間的接觸,避免元件的磨損。

透過下拉式散熱器,Molex莫仕採用一種解決方案替代目前的接觸式散熱器,消除了光模組和熱介面材料(TIM)之間的直接接觸,安裝更簡易耐用,避免產生摩擦或穿孔。因此,Molex莫仕的下拉式散熱器可以成功進行超過100次的熱介面材料插拔。這種可靠的熱管理解決方案適用於標準模組和機架式構造,可以有效冷卻更高功率的模組,並提高整體功率效率。

作為開源運算專案(OCP)及其冷卻環境專案的積極參與者,Molex莫仕正與其他業者合作開發下一代冷卻技術,旨在滿足當今資料中心苛刻環境中熱管理需求的持續發展。

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