随着电路运行速度越来越快、发热量越来越大,如何为元器件散热已成为一项更为紧迫的挑战。液冷系统是冷却数据中心、电动汽车、工业设备以及其他高速、高功率应用的重要技术手段。

热管理是当今高速电子系统中最为紧迫的挑战之一。随着芯片上晶体管数量持续翻倍、数据传输速率不断提升、器件尺寸不断缩小或系统集成度日益提高,热量也随之同步增长。这种热量会导致系统中其他部件过早老化,影响系统性能,并迫使增设专门用于降温的辅助系统,例如采用散热器和风扇等冷却方案。另一种解决方案正日益受到关注:液冷系统。该系统通过专用连接件,将冷却液(通常是去离子水、水‑乙二醇混合液或绝缘冷却液)在封闭回路中循环,将CPU、GPU、电池组或功率电子模块产生的热量带走,并输送到散热器、换热器或冷却分配单元(CDU)进行dissipate。在该回路的每个连接处均采用液冷连接器。

与空气相比,液体在散热方面具有显著优势:水的导热性能远高于空气,这使得液冷能够支持那些会让风冷系统不堪重负的高功率密度。它通常也更安静、更节能。然而,液冷技术会带来泄漏风险,对附近的电子设备构成严重威胁。液冷基础设施的前期投资成本也更高,且由于增加了更多的连接点和需维护的部件,系统在机械结构上更为复杂。

一个mphenol工业级液冷连接器(UQD/UQDB/BMQC/LQC/MQD/SHQD)采用航天级密封材料,并配备双向截止阀和干式断开装置,有效防止意外泄漏或滴漏。

数据正全天候地在高算力人工智能数据中心及其他高能耗场景中高速流动。“这些系统需要能够持续应对高热负荷的集成式液冷方案,”高级总监泰·耶森斯基表示。安费诺工业运营美洲区产品经理。液冷连接器不得阻碍冷却液的流动。安费诺的液冷连接器可满足人工智能数据中心、高性能计算环境、储能系统以及电动汽车充电系统的散热需求。

安费诺LTW全球FA负责人艾伦·孙多表示,数据中心的高功耗需求是其冷却策略的重要驱动因素。“我们正在解决数据中心的散热问题,尤其是在人工智能兴起的背景下。”人工智能的能耗正大幅攀升,约为过去的三倍。因此,Snap QD目前所做的就是尽可能地散去热量,这可以通过让流体流经该器件或其连接器来实现。如果不设法及时散去这些热量,或者不能尽可能高效地进行热传导,就会导致大量停机,因为显卡会烧毁,而这将带来高昂的损失。采用液冷技术能够有效避免这种情况,因为在单位时间内可以迅速带走大量热量。

### **不断变化的连接器格局**

液冷连接器在工业与液压领域已存在数十年,但近年来,由于加速……,其市场定位发生了显著变化。在工业自动化、数据中心和电动汽车等应用中,不断提升计算密度并深化人工智能的集成。在为风冷设计的设施中加装液冷,其改造的颠覆性和成本都远高于从一开始就将其纳入设计。在未来的数据中心中,新型机架架构正以液冷为核心进行设计,不过最新一代的连接器也使得在热插拔场景下对系统中的连接器进行升级或更换成为可能。

液冷连接器几乎无一例外地采用快拆式接头,使技术人员能够快速、便捷地完成管路的插拔操作,同时有效防止冷却液泄漏和空气进入系统回路。许多设备采用一种在连接断开时可自动密封的阀门机构,因此技术人员无需排空系统或让液体滴落到附近的电子设备上,即可更换服务器或冷板。

在这些系统中,液冷连接器的使用日益广泛,这使得标准化工作被推到了前台。开放计算项目的通用快速断开(UQD)规范,以及为OCP的Open Rack V3架构所定义的盲插连接器技术要求,已为数据中心运营商提供了跨多家厂商的统一接口。然而,尽管有UQD等标准化举措,液冷连接器市场仍呈碎片化态势,多种竞争性设计方案并存。

Molex多通道液冷汇流排将液冷技术延伸至供电主干,以支持更高电流的AI机柜,并实现更均匀的散热。

“直接芯片冷却技术如今已成为计算领域的标配,但要让人工智能真正实现规模化发展,我们还必须解决电源路径面临的散热难题。”莫仕公司电源与信号业务部(PSBU)副总裁兼总经理凯文·阿尔伯茨表示。该合作该公司的多通道液冷汇流排能够在不显著增加机架占用面积的情况下,帮助维持稳定的电气性能并实现系统散热。

尽管液冷设计通常采用单通道方案,但Molex汇流排却配备了多通道流体路径,可将冷却液分流为多达七个独立的子通道。该方法可降低热点和热应力,并在大电流条件下提升电气性能的稳定性。该产品旨在符合OCP ORv3标准。

液冷技术还可集成到其他部件中,例如