热管理是(字面上的)电动汽车设计中的热点话题正如我们在过去的文章中讨论的那样。然而，这种设计挑战在计算应用中同样按压计算应用，特别是作为5G和机器学习进一步成熟。
这些高性能计算(HPC)应用程序——从小型边缘计算设备到数据中心——需要以高速处理大量数据。这两个因素加在一起就等于散热。作为这一现实的证明，一些公司喜欢微软甚至向海底发送了数据中心，以击败热量。
两年来，微软的项目纳尼克驻扎在苏格兰奥克尼岛海床上的数据中心。使用的图像礼貌微软
糟糕的热管理可能导致较慢的计算能力、处理错误和硬件故障的风险。公司到底在做些什么来保持大大小小的计算系统凉爽呢?
公司如何让计算机保持凉爽?
公司使用多种方法来管理计算应用中的热量。一些主要方法使用空气或冷却液来从远离加工单元的热点转移热量。
以下是一些常见的冷却方法。请注意，这些只是热管理系统设计人员使用的众多策略中的一些，并且它们也可以根据需要将彼此结合使用。
机房空调及空气处理
电脑室空调和空调（CRAC和CRAH）使用机械制冷来保持设备凉爽。然而，这些系统消耗了大量的能量，并且不配备到凉爽的高密度服务器机架。
渲染CRAC和CRAH系统。使用的图像礼貌AMAX
线性冷却
连续冷却是指使用冷空气或冷却水在两排服务器机架之间冷却单元的系统。
后门热交换器
对于高密度计算，公司通常会转向后门热交换器（RHDX），使用散热器样门与冷却水管。这些管连接到机架的背面，以将热量从架子转移到门。
RHDx的描述。使用的图像礼貌AMAX
冷板
冷板是直接位于CPU顶部的液冷模块。当冷却剂通过管道流向冷板时，它们就会运行。
液浸冷却
在液浸冷却系统中，所有设备都放置在吸收耗散热量的介质流体浴中。本系统使用的液体既不易燃又不导电。
结合RHDx和液冷冷板
两家公司联手创造了针对数据中心产品的定制热管理系统有AMAX和CoolIT系统。根据新闻稿，这两家公司合作共同合作，以满足客户在机架上进行2U四节点高密度服务器的热管理。
最终的解决方案使用一个后门热交换器和一个液体冷却冷板。根据AMAX的说法，这两种方法一起使用可以产生80%的热捕获，同时也将风扇速度降低了50%。
除了节约能源外，这种冷却方式还可以最大限度地利用数据中心的空间。雷内·迈耶博士，AMAX的技术副总裁，甚至声称，该方法允许受益的公司在一个机架上安装60个节点，同时保持高稳定性和性能。
两相浸入式液体冷却系统
另一家公司在计算领域创新热管理是LiquidStack，一个专业的初创公司液体冷却技术。
Liquidstack正在研究一种两相浸入式液体冷却系统其中所有电子器件完全浸没在介电流液中，否定了对散热器或风扇的需求。芯片温度升高，直到流体开始沸腾。然后，传热发生在两个阶段：首先，热蒸汽上升。然后，蒸汽凝结在专用线圈上。
LiquidStack的浸没冷却方法。使用的图像礼貌Liquidstack
浓缩液体回到罐中，保存再次使用。沸腾的行为导致自动对流和更高的热排斥能力。由于这种技术是一个完全被动的过程，因此它不需要任何泵。
与空气冷却相比，液晶堆溶液据说：
- 每个IT机架拒绝21倍以上的热量
- 降低41%的能源成本
- 为计算机基础设施减少60%的空白
据该公司介绍，这一切都在没有消耗外部热量排斥的任何水。
在Liquidstack参与的过去的项目中，两阶段浸入式冷却技术已经取得了成功。2014年，当时名为Allied Control的Liquidstack建立了所谓的“世界上最高效的数据中心”。这个500千瓦的中心位于炎热潮湿的香港气候，与之前的空气冷却解决方案相比，节省了95%以上的能源消耗。
用于边缘计算设备的集成散热器
虽然热管理解决方案对所有计算应用程序都是必不可少的，但它们确实是在边缘计算中尤其重要。
边缘设备的冷却系统通常集成散热器。一种特殊的设计包括蒸汽管，这是一种具有高热导率的扁平热管，能有效地传播热量。这些系统与散热片集成在一起，有效地将芯片的热量带走——这在边缘计算中是必需的，而处理器可能会出现热点。
英伟达也有类似的解决方案Jetson AGX Xavier设备。
英伟达(NVIDIA)的Jetson AGX Xavier带有集成散热器。使用的图像礼貌英伟达
通常，该器件具有嵌入式热板，但对于更苛刻的应用，它使用带有热管的集成散热器。转印板有助于将装置从装置加热到热管，然后向散热器从装置中抽出。
一种被动的散热方法
先进的热溶液将箭头的SAM汽车引用作为恶劣环境中的IOT设备的热管理示例。该公司设计了一个带切口和口袋的铝制外壳，连接到PCB的部件，有效地用作散热器。这种双向解决方案提供了足够的热管理，同时也保护了所有内部部件。
SAM汽车散热器加上底盘设计的内部（左）和顶部（右）视图。图像（修改）使用箭头礼貌和高级热解决方案公司。
先进的热解决方案公司还建议使用带有不同功耗的边缘计算处理器的空气冷却选项。
推荐不同功耗要求的风冷技术。使用的图像礼貌高级热解决方案公司。
热解决方案从基本的散热器和机箱开始，被动地从电子元件中移除热量。然而，如果热要求更严格，建议转向主动解决方案，将空气吹向整个设备以消除热量。另外，被动选择需要一个更复杂的和设计特定的散热器，以更微妙地从特定热点除去热量。
击败热量的新方法
随着计算应用程序变得越来越复杂，设计团队必须生产支持系统，以适应恶劣环境中大量的数据处理。热管理是推进这些系统的一个重要考虑因素。
像NVIDIA这样的液晶和计算巨头的初创公司现在正在混合和匹配传统的冷却方法，以适应现代计算系统的大规模数据处理和热考虑。
