Molex發(fā)布新一代數(shù)據(jù)中心冷卻解決方案中I/O模塊熱管理挑戰(zhàn)和機(jī)遇的報(bào)告

  ICC訊（編譯：Nina）美國(guó)伊利諾州Lisle，2024年5月21日--全球電子領(lǐng)導(dǎo)者和連接創(chuàng)新者M(jìn)olex發(fā)表了一份報(bào)告，探討了數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師和運(yùn)營(yíng)商，在努力平衡高速數(shù)據(jù)吞吐量需求與不斷增長(zhǎng)的功率密度的影響以及關(guān)鍵服務(wù)器和互連系統(tǒng)的散熱需求時(shí)，熱管理的缺陷和可能性。

  - 由于最快數(shù)據(jù)速率的需求不斷增加，光I/O模塊的功率要求將傳統(tǒng)的強(qiáng)制空氣冷卻推向了運(yùn)行極限

  - 向224Gbps PAM-4互連的轉(zhuǎn)變將功率密度增加近4倍，從而增加了熱管理成本和復(fù)雜性

  - 服務(wù)器和光模塊熱管理的進(jìn)步包括先進(jìn)的液體冷卻解決方案和新的下拉式散熱器(DDHS)技術(shù)

  Molex的《I/O模塊熱管理解決方案深度報(bào)告》（In-Depth Report of Thermal Management Solutions for I/O Modules）解決了傳統(tǒng)熱特性和管理方法的局限性，并探索了服務(wù)器和光模塊冷卻方面的新創(chuàng)新，以更好地支持112G和224G連接。（文末附有報(bào)告下載鏈接）

  Molex Enabling Solutions Group副總裁兼總經(jīng)理Doug Busch表示：“隨著市場(chǎng)對(duì)更快、更高效的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的需求持續(xù)快速增長(zhǎng)，高性能服務(wù)器和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量也在不斷增加，這些服務(wù)器和系統(tǒng)需要擴(kuò)展生成式人工智能應(yīng)用，并支持從112Gbps PAM-4過(guò)渡到224Gbps PAM-4。光連接和光模塊的集成，再加上新的冷卻技術(shù)，將優(yōu)化下一代數(shù)據(jù)中心的氣流和熱管理。Molex正在推動(dòng)銅和光學(xué)平臺(tái)以及電源管理產(chǎn)品中的熱管理創(chuàng)新，以幫助我們的客戶(hù)改善系統(tǒng)冷卻能力，提高下一代數(shù)字中心的能效。”

  向224Gbps PAM-4的轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新的液體冷卻帶來(lái)了曙光

  服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之間的224Gbps PAM-4互連意味著每通道數(shù)據(jù)速率翻了一番。功耗也在激增，僅光模塊在遠(yuǎn)程相干鏈路上就高達(dá)40W，高于幾年前的12W，這意味著功率密度增加了近4倍。

  在這份信息豐富的報(bào)告中，Molex探討了最新的空氣冷卻技術(shù)，以及在現(xiàn)有封裝方式中集成創(chuàng)造性的液體冷卻解決方案，以解決I/O模塊日益增長(zhǎng)的功率和熱需求。報(bào)告討論了直接到芯片的液體冷卻、浸沒(méi)冷卻以及無(wú)源元件在增強(qiáng)主動(dòng)冷卻方面的作用。該報(bào)告還描述了可能最有效地適應(yīng)芯片和I/O模塊的高功率需求的冷卻方法。

  為了解決冷卻可插拔I/O模塊方面的持續(xù)挑戰(zhàn)，Molex推出了一種液體冷卻解決方案，稱(chēng)為集成浮動(dòng)底座（Integrated floating pedestal）。在這種情況下，與模塊接觸的每個(gè)底座都是彈簧式的，并且可以獨(dú)立移動(dòng)，從而允許將單個(gè)冷板實(shí)現(xiàn)為不同的1xN和2xN單列和堆疊籠配置。例如，這種用于1x6 QSFP-DD模塊的解決方案利用了六個(gè)獨(dú)立移動(dòng)的底座，可以補(bǔ)償端口堆疊高度的變化，同時(shí)確保無(wú)縫的熱接觸。因此，熱量通過(guò)盡可能短的傳導(dǎo)路徑直接從產(chǎn)生熱量的模塊流到底座，以最小化熱阻并最大化熱傳遞效率。

  此外，Molex報(bào)告概述了與浸沒(méi)式冷卻相關(guān)的固有成本和風(fēng)險(xiǎn)，浸沒(méi)式冷卻提供了高效的熱冷卻，每個(gè)機(jī)架的熱冷卻功率超過(guò)約50kW，但需要對(duì)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)進(jìn)行全面檢修。

  Molex下拉式散熱器(DDHS)技術(shù)

  除了液冷，報(bào)告還詳細(xì)介紹了模塊設(shè)計(jì)和熱表征的先進(jìn)方法，這些方法有望改變高速網(wǎng)絡(luò)互連的性能。特別是對(duì)于I/O，新的解決方案可以集成到服務(wù)器和交換機(jī)中，在不影響可靠性的情況下實(shí)現(xiàn)更高水平的散熱。為此，該報(bào)告介紹了一種創(chuàng)新的Molex下拉式散熱器(DDHS)解決方案，該解決方案最大限度地提高了傳統(tǒng)散熱片的傳熱能力，同時(shí)最大限度地減少了金屬與金屬之間的接觸，從而避免了對(duì)組件的磨損。

  通過(guò)DDHS, Molex用一種解決方案取代了現(xiàn)有的散熱片，該解決方案消除了光模塊和熱界面材料(TIM)之間的直接接觸，從而實(shí)現(xiàn)了更簡(jiǎn)單、更耐用的安裝，而不會(huì)產(chǎn)生摩擦或穿孔。因此，Molex的DDHS允許TIM成功實(shí)現(xiàn)超過(guò)100個(gè)插入周期。這種可靠的熱管理解決方案適用于標(biāo)準(zhǔn)模塊和機(jī)架安裝的封裝方式，同時(shí)有效地冷卻高功率模塊并提高整體功率效率。

  光模塊冷卻的未來(lái)

  作為開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）及其冷卻環(huán)境項(xiàng)目的積極參與者，Molex正與其他行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作開(kāi)發(fā)下一代冷卻技術(shù)，以滿(mǎn)足當(dāng)今最苛刻的數(shù)據(jù)中心環(huán)境不斷變化的熱管理需求。

  原文：https://www.molex.com/en-us/news/thermal-management-report?

  報(bào)告下載鏈接：In-Depth Report of Thermal Management Solutions for I/O Modules--https://www.molex.com/content/dam/molex/molex-dot-com/en_us/pdf/general/HPC_Report.pdf?inline