日立製作所10月21日公布一款替AI晶片散熱的新型冷卻板，讓較高溫的冷卻液也能有效帶走熱量。這項設計瞄準使用約45°C冷卻液的「高溫水冷」：先把晶片的熱帶走，再利用室外空氣散熱，減少冷凍設備的用電。 AI伺服器裡的GPU，是負責大量平行運算的晶片，工作時也會持續發熱。液冷設備會讓冷卻液流過貼近晶片的金屬冷卻板，把熱帶出伺服器。液體吸熱後，仍須透過其他設備把熱排到室外，才能繼續循環使用。 日立改了冷卻板裡的水路 風傳媒STORM MEDIA GROUP一圖看懂半導體 把冷卻液送到晶片發熱處，吸熱後分開排出，讓水更有效地帶走熱量。 傳統設計 沿晶片表面，橫著流 入口：較涼出口：已變暖 GPU 晶片 後段液體已變暖，帶走熱量的能力下降。 液體一路吸熱升溫 日立新設計 多條 U 形通道，分送冷卻液 較涼液體進入吸熱後排出 GPU 晶片 分送到發熱處，吸熱後轉彎排出，減少冷熱液體混合。 圖示5條，實際為數千條微細水路 水路吸熱更有效，水就不必那麼冷 較溫的水，也能把晶片維持在允許的溫度。 45°C 循環水 熱會自己往外跑 經換熱器 35°C 室外空氣 能靠外氣散熱的時間增加，冷凍機就能少開。 若要把水降回 30°C，比它更熱的 35°C 外氣就不夠，還得用冷凍機。 30% 排熱所需冷卻用電，可望減少 資料：日立官網｜圖解：風傳媒溫度與水路皆為示意，未按比例。 冷卻液比晶片涼，就能帶走熱量 45°C摸起來溫熱，仍能替溫度更高的晶片降溫。熱會從高溫處流向低溫處，因此冷卻液能否發揮作用，要看它與晶片的溫差，以及熱量能否順利傳進液體。 把冷卻液維持在很低的溫度，需要額外耗電。當液體溫度高於室外空氣，系統就有條件利用外氣帶走熱量，減少冷凍機運轉。這也是高溫水冷的省電思路，但前提是冷卻板必須有足夠的散熱能力，讓晶片保持在允許的工作溫度內。 把冷卻液分送到發熱處，避免流到後段已經變熱 傳統冷卻板常讓液體沿著晶片表面流動。液體一路吸熱，到了後半段已經升溫，帶走熱量的能力也隨之下降。 日立在冷卻板內安排數千條細小的U形通道，將液體分送到晶片發熱處附近，吸熱後再轉彎排出。入口與出口的液體分開，減少混合；通道縮短，也能降低液體流動的阻力。公司以試作品測試，在相同冷卻動力下，取得比傳統結構更好的冷卻效果。 日立把超級電腦與車用散熱經驗帶進AI伺服器 日立過去已為超級電腦及汽車電力控制設備開發冷卻板。根據日本科技媒體《Cloud Watch》報導，日立研究主管中津欣也表示，這次將既有經驗用於資料中心，處理晶片上方空間有限、卻必須帶走更多熱量的問題。 日立也計畫把冷卻板與泵浦、冷凍機、管線及資料中心管理服務整合，從晶片吸熱到向室外排熱，一起改善設備運作效率。日立接下來希望透過實機搭載機會進行評估，確認試作品的散熱表現能在實際設備中發揮多少效果。
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