Molex莫仕發(fā)布新一代數(shù)據(jù)中心冷卻解決方案中I/O模塊的熱管理挑戰(zhàn)和機(jī)遇報(bào)告

? 隨著市場對(duì)更快數(shù)據(jù)傳輸速率需求的不斷增加，相應(yīng)的光I/O模塊的功耗也隨之增加，這使傳統(tǒng)的強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)逐漸達(dá)到其運(yùn)行極限

? 改用224 Gbps PAM-4互連技術(shù)會(huì)使功率密度提高近4倍，從而增加了熱管理的成本和復(fù)雜性

? 先進(jìn)的液體冷卻解決方案和新型下拉式散熱器(DDHS)技術(shù)體現(xiàn)了服務(wù)器和光模塊熱管理領(lǐng)域取得的進(jìn)步

伊利諾伊州萊爾 – 2024年6月14日 – 作為全球電子行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和連接方案的創(chuàng)新者，Molex莫仕發(fā)布了一份報(bào)告，深入探討了在熱管理方面存在的誤區(qū)和各種可能性，以及數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師和運(yùn)營商如何努力滿足市場對(duì)高速數(shù)據(jù)吞吐量的需求，消除不斷增加的功率密度帶來的影響以及滿足關(guān)鍵服務(wù)器和互連系統(tǒng)散熱需求。

Molex莫仕的I/O模塊熱管理解決方案深度報(bào)告探討了傳統(tǒng)散熱技術(shù)的熱特性和熱管理方法的局限性，以及服務(wù)器和光模塊冷卻方面的創(chuàng)新技術(shù)。該報(bào)告旨在通過討論來更好地支持112G和224G連接。

Molex莫仕賦能性解決方案集團(tuán)副總裁兼總經(jīng)理Doug Busch表示說：“隨著市場對(duì)更快、更高效的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)需求的持續(xù)快速增長，業(yè)界采用了高性能服務(wù)器和系統(tǒng)來普及生成式AI應(yīng)用程序并支持從112 Gbps PAM-4到224 Gbps PAM-4的過渡。然而，高性能服務(wù)器和系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。為了優(yōu)化下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空氣流動(dòng)和熱管理方式，Molex莫仕正在推動(dòng)光連接器件和光模塊的整合，并采用新的冷卻技術(shù)。此外，Molex莫仕還在銅纜、光纜以及電源管理系列產(chǎn)品方面進(jìn)行創(chuàng)新，以幫助客戶提高系統(tǒng)冷卻能力并提高下一代數(shù)據(jù)中心的能源效率。”

向 224 Gbps PAM-4速率的轉(zhuǎn)變彰顯了創(chuàng)新型液體冷卻技術(shù)的重要性

服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之間向224 Gbps PAM-4互連速率的轉(zhuǎn)變，意味著每個(gè)通道的數(shù)據(jù)速率增加了一倍。伴隨而來的是功耗的飆升，僅光模塊在遠(yuǎn)距離相干鏈路上的功耗就高達(dá)40瓦，而幾年前僅為12瓦，功率密度增加了近4倍。

在這份內(nèi)容豐富的報(bào)告中，Molex莫仕探討了最新風(fēng)冷技術(shù)，以及如何在現(xiàn)有外形尺寸設(shè)備中采用創(chuàng)新型液體冷卻解決方案，以解決I/O模塊日益增長的功耗和散熱問題。該報(bào)告討論了直接作用到芯片上的冷板液冷、浸沒式冷卻以及無源元件和增強(qiáng)主動(dòng)冷卻方面的作用。該報(bào)告還描述了能夠有效滿足芯片和I/O模塊的散熱需要的冷卻方法，而這些芯片和I/O模塊會(huì)大范圍普及。

為了應(yīng)對(duì)在冷卻可插拔式I/O模塊方面的持續(xù)挑戰(zhàn)，Molex莫仕推出了一種稱為整合式浮動(dòng)基座的液體冷卻解決方案。在這種方案中，與模塊接觸的每個(gè)基座都是彈簧加載的，可以獨(dú)立移動(dòng)，從而允許將單個(gè)冷板貼合到不同的1xN和2xN單排和堆疊籠罩配置上。例如，該1x6 QSFP-DD模塊解決方案采用6個(gè)獨(dú)立移動(dòng)的基座，可以適應(yīng)不同的端口堆棧高度，同時(shí)確保無縫的熱接觸。因此，熱量通過最短的傳導(dǎo)路徑直接從產(chǎn)生熱量的模塊流向基座，以減少熱阻并增加傳熱效率。

此外，Molex莫仕報(bào)告概述了與浸沒式冷卻相關(guān)的固有成本和風(fēng)險(xiǎn)，浸沒式冷卻提供高效的熱冷卻，每個(gè)機(jī)架的熱冷卻功率超過50千瓦，但缺點(diǎn)是需要對(duì)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)進(jìn)行全面檢修。

Molex莫仕下拉式散熱器(DDHS)技術(shù)

除了液冷外，Molex的I/O模塊熱管理解決方案深度報(bào)告詳細(xì)介紹了針對(duì)模塊設(shè)計(jì)和熱特征的先進(jìn)熱管理方法，這些方法有望改變高速網(wǎng)絡(luò)互連的性能。具體到I/O，新型冷卻方案可以集成到服務(wù)器和交換機(jī)中，以便在不影響可靠性的前提下實(shí)現(xiàn)更高水平的散熱。該報(bào)告描述了一種創(chuàng)新型Molex莫仕下拉式散熱器(DDHS)解決方案，該解決方案可提高傳統(tǒng)騎乘式散熱器的傳熱能力，同時(shí)減少金屬之間的接觸，以避免對(duì)部件造成磨損的可能。

Molex莫仕采用DDHS技術(shù)取代了當(dāng)前的騎乘式散熱器，該解決方案避免了光模塊和熱界面材料(TIM)之間的直接接觸，從而可進(jìn)行更簡單耐用的散熱設(shè)置，這種設(shè)置不會(huì)產(chǎn)生摩擦或?qū)IM的刺傷。采用Molex莫仕的DDHS可以成功布置熱界面材料，允許對(duì)模塊進(jìn)行100次插拔操作。這種可靠的熱管理解決方案適用于標(biāo)準(zhǔn)模塊和機(jī)架設(shè)備，同時(shí)可有效地冷卻大功率模塊并提高整體功效。

光模塊冷卻的未來

作為開放計(jì)算項(xiàng)目(OCP)及其冷卻環(huán)境項(xiàng)目的積極參與者，Molex莫仕正在與其他行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作開發(fā)下一代冷卻技術(shù)，以滿足當(dāng)今最嚴(yán)苛的數(shù)據(jù)中心環(huán)境中不斷變化的熱管理需求。