نرخ رشد بازار خنک کننده مایع در 10 سال آینده به 16 درصد می رسد.

صنایعی مانند محاسبات با کارایی بالا و آموزش مدل های بزرگ هوش مصنوعی به پردازنده های با کارایی بالا متکی هستند. با توجه به حجم زیادی از وظایف محاسباتی که این پردازنده ها باید انجام دهند، مقدار زیادی گرما تولید می کنند. بنابراین، مراکز داده ای که تعداد زیادی پردازنده و دستگاه های شبکه را در خود جای می دهند، مقدار قابل توجهی گرما تولید می کنند. راه حل های خنک کننده کارآمد برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد پردازنده و حفظ عملکرد بهینه بسیار مهم هستند.

در مقایسه با روش های سنتی خنک کننده هوا، خنک کننده مایع دارای راندمان اتلاف حرارت بالاتری است. مایعات ظرفیت حرارتی و رسانایی حرارتی بالاتری دارند که می تواند به طور موثرتری گرما را از دستگاه های الکترونیکی حذف کند. همانطور که دستگاه های الکترونیکی مدرن به طور فزاینده ای قدرتمند می شوند و گرمای بیشتری تولید می کنند، توسعه سیستم های خنک کننده مایع توجه زیادی را به خود جلب کرده است. خنک کننده مایع یک راه حل خنک کننده پرکاربرد و امیدوارکننده است. در 10 سال آینده، نرخ رشد ترکیبی سالانه خنک کننده مایع مرکز داده به 16٪ خواهد رسید، در حالی که سایر جایگزین های خنک کننده مایع نیز به شدت رشد خواهند کرد.

عامل تمایز منحصر به فرد صفحه سرد در ریزساختار داخلی آن نهفته است. در حال حاضر، استفاده از میکروکانال ها برای محلول های صفحه سرد، تمرکز برنامه ها و تحقیقات خنک کننده مرکز داده است. صفحات سرد میکروکانال می توانند قابلیت انتقال حرارت قابل توجهی را ارائه دهند، با این حال، انسداد میکروکانال ناشی از رسوب اجسام خارجی کوچک است. هنگامی که شار حرارتی بیش از حد زیاد است، سیال در میکروکانال از تک فاز به دو فاز غیرمنتظره تغییر می کند و حباب های حاصل را نمی توان به سرعت حذف کرد، که ممکن است باعث خشک شدن موضعی کانال شود. این مشکلات منجر به کاهش عملکرد انتقال حرارت صفحه سرد میکروکانالی خواهد شد. صفحه خنک شده با مایع میکروکانال موازی سنتی دارای چگالی شار گرمایی کم و توزیع جریان ناهموار است که با چالش اتلاف گرمای تراشه سرور با عملکرد بالا مواجه است.

بنابراین، محققان از ساختارهای ناپیوسته مختلف و الگوهای کانال ویژه برای برهم زدن جریان صاف، ترویج آشفتگی سیال و افزایش ناحیه انتقال حرارت برای تقویت انتقال حرارت صفحه سرد استفاده می‌کنند. با این حال، این اغلب منجر به افت فشار بیشتر می شود، که نیازمند طراحی دقیق ریزساختار صفحه سرد و شبیه سازی دینامیک سیال است. نوآوری ریزساختار صفحه سرد بسیار مهم است. در حال حاضر، افزایش انتقال حرارت از طریق اختلالات جریان و ادغام مستقیم با بسته بندی پردازنده برای کاهش مقاومت حرارتی رابط.

این طراحی نوآورانه فناوری خنک کننده مایع، سینک حرارتی یکپارچه میکروکانالی (MC-IHS) نامیده می شود. در دومین کنفرانس iTherm در سال 2021، اینتل نمونه اولیه MC-IHS را برای اولین بار در یک مقاله کنفرانس ارائه کرد. نتایج تست حرارتی نشان می دهد که ظرفیت خنک کنندگی فناوری MC-IHS حدود 30 درصد بیشتر از صفحه سرد استاندارد است. هنگامی که بار خنک کننده بیشتر از 1000 وات باشد، Rf-in می تواند به حدود 0.05 درجه سانتیگراد بر وات برسد.

خنک کننده مایع یک راه حل حرارتی محبوب است که جایگزین خنک کننده سنتی هوا می شود تا نیازهای خنک کننده پردازنده های شار حرارتی بالا و سرورهای با چگالی بالا را برآورده کند. با این حال، با رشد قدرت cpu و بهبود یکپارچگی دستگاه، کاستی های صفحات سرد سنتی به تدریج در حال تقویت است. بنابراین، برای رفع نیازهای خنک کننده پردازنده های آینده 500 وات یا 1000 وات، طرح های نوآورانه مورد نیاز است.