隨著運(yùn)行速度加快且發(fā)熱量增大，冷卻已成為一項(xiàng)更為緊迫的挑戰(zhàn)。液冷系統(tǒng)是為冷卻數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車、工業(yè)設(shè)備及其它高速高功率應(yīng)用采取的重要策略。
熱管理是當(dāng)今高速電子系統(tǒng)面臨的最緊迫挑戰(zhàn)之一。隨著單芯片上的晶體管數(shù)量持續(xù)指數(shù)級增加、數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提升、尺寸不斷縮小或系統(tǒng)集成度日益提高，熱量也隨之同步增加。這種熱量會(huì)導(dǎo)致液冷系統(tǒng)中組件提前出現(xiàn)性能退化，進(jìn)而對系統(tǒng)性能構(gòu)成威脅。同時(shí)，這也使得必須增設(shè)專門用于冷卻運(yùn)行環(huán)境的輔助系統(tǒng)，其采用的冷卻策略包括散熱片和風(fēng)扇等。
另一種正日益受到關(guān)注的解決方案是液體冷卻系統(tǒng)。該液冷系統(tǒng)通過專用連接器，利用冷卻劑（通常為去離子水、水-乙二醇混合液或介電流體）在封閉回路中循環(huán)流動(dòng)，將來自CPU、GPU、電池組或功率電子模塊產(chǎn)生的熱量傳遞至散熱器、熱交換器或冷卻分配單元（CDU），從而實(shí)現(xiàn)熱量的散發(fā)。在該回路中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處均會(huì)使用液體冷卻連接器。
液體相較于空氣具有顯著的熱傳導(dǎo)優(yōu)勢。水的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)高于空氣，這使得液冷技術(shù)能夠支持更高的功率密度。此外，液冷系統(tǒng)通常運(yùn)行更安靜、能效更高。然而，液冷技術(shù)也帶來了泄漏的可能性，對附近的電子設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅。液冷基礎(chǔ)設(shè)施的前期資本成本也較高，并增加了機(jī)械復(fù)雜性，需要更多的連接點(diǎn)和組件。
Amphenol工業(yè)液體冷卻連接器
Amphenol工業(yè)液體冷卻連接器（UQD/UQDB/BMQC/LQC/MQD/SHQD）采用航空航天級密封材料制造，并配備雙向截?cái)嚅y和干式斷開裝置，可有效防止意外泄漏或滴漏。
Amphenol Industrial Operations公司美洲區(qū)高級產(chǎn)品經(jīng)理Ty Yesensky說：“數(shù)據(jù)正持續(xù)不斷地通過高性能AI數(shù)據(jù)中心及其它高能耗環(huán)境進(jìn)行傳輸。這些系統(tǒng)需要采用能夠持續(xù)處理其不斷產(chǎn)生之高熱負(fù)荷的集成液冷方案。液冷連接器不得阻礙冷卻劑的流動(dòng)。Amphenol的液冷連接器可滿足AI數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算環(huán)境、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車（EV）充電系統(tǒng)的熱管理需求�！�
Amphenol LTW公司的全球液冷業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Alan Sundo表示：“數(shù)據(jù)中心高功率需求是冷卻策略的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。我們正在解決的問題是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量，尤其是在人工智能技術(shù)興起的背景下。AI確實(shí)消耗了大量電力，其功耗約為過去的三倍。因此，Snap QD的作用就是盡可能多地散發(fā)這些熱量，這可以通過讓流體流經(jīng)設(shè)備或連接器來實(shí)現(xiàn)。如果無法有效散發(fā)這些熱量或未能最大限度地進(jìn)行熱傳遞，就會(huì)導(dǎo)致大量停機(jī)，GPU可能會(huì)燒毀，而這種情況會(huì)帶來極大的損失。采用液冷技術(shù)可以避免這一問題，因?yàn)樗茉谔囟〞r(shí)間內(nèi)吸收大量的熱量�！�
液冷連接器在工業(yè)和液壓應(yīng)用領(lǐng)域已存在數(shù)十年，但過去幾年間，由于工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)中心及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的計(jì)算密度加速提升與人工智能集成的推進(jìn)，其外形結(jié)構(gòu)發(fā)生了劇變。將液冷技術(shù)適配于原本采用風(fēng)冷設(shè)計(jì)的設(shè)施，相較于從零開始進(jìn)行設(shè)計(jì)，會(huì)帶來更大的干擾并耗費(fèi)更高的成本。在未來數(shù)據(jù)中心中，新型機(jī)架架構(gòu)正圍繞液冷技術(shù)展開設(shè)計(jì)，盡管最新一代連接器確實(shí)使得在熱插拔場景下對液冷系統(tǒng)中的連接器進(jìn)行升級或更換成為可能。
液冷連接器幾乎均采用快速拆卸式接頭，以便液冷技術(shù)人員能夠快速、便捷地連接或斷開管線，同時(shí)防止冷卻液溢出或空氣進(jìn)入循環(huán)回路。許多此類連接器還配備有閥門機(jī)構(gòu)，當(dāng)連接中斷時(shí)，該機(jī)構(gòu)可自動(dòng)密封，從而使液冷技術(shù)人員能夠在無需排空系統(tǒng)或避免冷卻液滴落至附近電子元件的情況下，更換液冷系統(tǒng)服務(wù)器或冷板。
液冷連接器在這些系統(tǒng)中的日益廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)化工作的優(yōu)先發(fā)展。Open Compute Project的Universal Quick Disconnect（UQD）規(guī)范，以及OCP的Open Rack V3架構(gòu)所定義的盲接頭連接器要求，為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商提供了跨制造商的通用接口標(biāo)準(zhǔn)。然而，盡管已有諸如 UQD 這樣的標(biāo)準(zhǔn)化，液冷連接器市場仍處于碎片化狀態(tài)，存在多種競爭設(shè)計(jì)并廣泛流通。
Molex Multi-Channel Liquid Cooled Busbars
Molex多通道液冷母線將液冷技術(shù)延伸至電源主干網(wǎng)絡(luò)，為承載更高電流的AI機(jī)架提供更均勻的散熱效果。
Molex公司功率與信號業(yè)務(wù)部門（PSBU）副總裁兼總經(jīng)理Kevin Alberts表示：“直接至芯片冷卻技術(shù)目前已成為計(jì)算領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)配置，但要使人工智能真正實(shí)現(xiàn)規(guī)�；l(fā)展，我們還必須解決電源路徑的熱管理難題�！痹摴就瞥龅亩嗤ǖ酪豪鋵�(dǎo)線可幫助維持穩(wěn)定的電氣性能，并有效降低系統(tǒng)溫度，且不會(huì)顯著增加機(jī)架的占地面積。
雖然液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常采用單通道結(jié)構(gòu)，但Molex母線則采用多通道流體路徑，可將冷卻劑分配至多達(dá)七條獨(dú)立通道。這種液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)能有效減少熱點(diǎn)和熱應(yīng)力，同時(shí)提升高電流下的電氣性能穩(wěn)定性。該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)符合 OCP ORv3標(biāo)準(zhǔn)。
液冷技術(shù)還可集成至其它組件中，例如Bel公司的TLP5000系列液冷高功率三相AC-DC轉(zhuǎn)換器。該AC-DC轉(zhuǎn)換器專為在極端工況下運(yùn)行的工業(yè)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，如大功率激光切割機(jī)、繞線機(jī)及紡紗廠。其內(nèi)部集成了液冷系統(tǒng)與內(nèi)置冷卻板，從而無需使用風(fēng)扇，并能顯著提升可靠性、熱效率及產(chǎn)品使用壽命。此外，該轉(zhuǎn)換器還可在國防、工業(yè)自動(dòng)化及其它嚴(yán)苛工況環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
Bel公司TLP5000 產(chǎn)品系列
工業(yè)與醫(yī)療業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Fabio Luconi表示：“向液冷技術(shù)的轉(zhuǎn)型正使新型高功率系統(tǒng)能夠在傳統(tǒng)解決方案難以勝任的環(huán)境中可靠運(yùn)行。通過TLP5000系列產(chǎn)品，我們不僅簡化了液冷系統(tǒng)集成流程，還為工程師提供了滿足下一代工業(yè)應(yīng)用所需的可擴(kuò)展性與液冷技術(shù)控制能力�！�
該系列產(chǎn)品采用CAN總線通信技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制及故障診斷。采用熱插拔連接器，保障液冷系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。由于這些連接器均配備防漏密封結(jié)構(gòu)，可有效防止液體滲入系統(tǒng)內(nèi)部，因此在進(jìn)行維護(hù)或更換時(shí)，無需對整個(gè)液冷系統(tǒng)進(jìn)行完全停機(jī)。 |
