服務(wù)器液冷新突破：枕木架構(gòu)內(nèi)存冷板，散熱效率倍增

北京2024年9月24日 /美通社/ -- 在AI驅(qū)動的技術(shù)革命浪潮中，液冷正憑借其高密度、高功率散熱的顯著優(yōu)勢，成為新型數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵技術(shù)選項。浪潮信息對液冷技術(shù)進行了多年的探索與實踐，深耕服務(wù)器液冷優(yōu)化設(shè)計，除了業(yè)界目前廣泛嘗試的CPU和GPU液冷，對高功耗內(nèi)存、固態(tài)硬盤、OCP、PCIe卡、電源等部件液冷也進行了深入研究。其中，面對內(nèi)存密度和散熱功耗增加的挑戰(zhàn)，浪潮信息提出了創(chuàng)新的"枕木架構(gòu)"內(nèi)存液冷方案，比傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱效率提升一倍，在維護便捷性、系統(tǒng)安全性以及設(shè)備兼容性等方面具有顯著優(yōu)勢，并已在通用高密度服務(wù)器實踐應(yīng)用。

內(nèi)存密度和功耗增加帶來新挑戰(zhàn)，內(nèi)存散熱由風(fēng)冷走向液冷

步入液冷時代，CPU液冷技術(shù)已逐漸成熟，隨著系統(tǒng)性能的不斷提升，對內(nèi)存性能及數(shù)量的要求越來越高，而受主板空間限制，內(nèi)存間距越來越小。最新第五代英特爾®至強®可擴展處理器平臺支持的最窄內(nèi)存間距僅為7.5mm，相比原來最高的10.7mm，縮減了30%。由此，散熱功耗也隨之上升，如DDR5的散熱功耗可達15W，傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱將難以滿足需求。尤其是在相同配置下，液冷服務(wù)器內(nèi)CPU采用冷板散熱，無CPU風(fēng)冷散熱器，導(dǎo)致流入內(nèi)存模組的風(fēng)量減少，內(nèi)存風(fēng)冷散熱將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

最窄內(nèi)存間距僅為7.5mm

目前，業(yè)界內(nèi)存液冷方案主要采用水冷和導(dǎo)熱兩種方式。其中，水冷方案是通過與水冷板的緊密貼合，利用冷卻介質(zhì)帶走熱量。導(dǎo)熱方案是指內(nèi)存與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)件緊密貼合，冷卻介質(zhì)給導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)件降溫，間接帶走內(nèi)存熱量。由于熱量傳輸路徑短，在低內(nèi)存配置下，業(yè)界廣泛應(yīng)用內(nèi)存水冷方案，但隨著內(nèi)存配置增多，內(nèi)存槽間距減小，內(nèi)存水冷方案的適配性不足。

在傳統(tǒng)的內(nèi)存水冷方案中，每兩條內(nèi)存中間需要配置一塊冷板，形成"三明治"架構(gòu)，每塊冷板為兩片不銹鋼片焊接組成，隨著內(nèi)存間距縮小，水冷板需要變薄，加工難度也隨之增大。同時，由于主板和冷板等組件的公差累積，內(nèi)存模塊插拔困難，尤其是內(nèi)存損壞后，單條熱插拔維護困難，可能還需要拆卸更換整個內(nèi)存模組，運維難度大，不僅耗時耗力，還可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)中心的運行效率和穩(wěn)定性。

"枕木架構(gòu)"內(nèi)存液冷，解耦設(shè)計實現(xiàn)便捷運維

面對內(nèi)存密度和散熱功耗增加的挑戰(zhàn)，浪潮信息提出了創(chuàng)新的"枕木架構(gòu)"內(nèi)存液冷方案，采用導(dǎo)熱方式，更適合多內(nèi)存配置下的液冷散熱。該方案從鐵路枕木設(shè)計中汲取靈感，由鋁制散熱片、熱管、夾片和內(nèi)存組成一個內(nèi)存模組，類似于枕木，鋪陳在兩端由冷板流道構(gòu)成的軌道上，通過架構(gòu)創(chuàng)新和優(yōu)化導(dǎo)熱方式來解決內(nèi)存液冷散熱難題，與傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱相比，散熱效率提升了一倍，實現(xiàn)高效散熱、便捷運維。

鐵軌枕木與內(nèi)存枕木架構(gòu)設(shè)計

鐵軌枕木與內(nèi)存枕木架構(gòu)設(shè)計

"枕木架構(gòu)"內(nèi)存液冷方案利用內(nèi)置熱管的散熱器將內(nèi)存產(chǎn)生的熱量傳遞至內(nèi)存模組的兩端，并通過導(dǎo)熱墊片與兩側(cè)的冷板接觸，最終由冷板內(nèi)的冷卻介質(zhì)帶走熱量，相比于傳統(tǒng)液冷方案的"三明治"架構(gòu)，有助于實現(xiàn)更加緊湊的內(nèi)存排布主板設(shè)計，降低冷板加工難度及成本。

同時，在"枕木架構(gòu)"內(nèi)存液冷方案中，每條內(nèi)存配備單獨散熱鋁片，在系統(tǒng)外組裝形成最小維護單元，極大地提高了液冷內(nèi)存組裝效率和可靠性，降低了內(nèi)存在系統(tǒng)內(nèi)拆裝時可能對內(nèi)存顆粒和導(dǎo)熱墊片造成的損傷。內(nèi)存模塊的解耦設(shè)計大大提升了單條內(nèi)存熱插拔的便捷性，當(dāng)內(nèi)存損壞時，只需將該條內(nèi)存模組取出維護，而不用將內(nèi)存模塊整體拆卸，有效解決了多內(nèi)存配置下的插拔難題，大幅提升運維效率。

在實現(xiàn)便捷運維的基礎(chǔ)上，"枕木架構(gòu)"內(nèi)存液冷方案還具有多項實用性優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的內(nèi)存冷板相比，枕木架構(gòu)減少了焊接點，顯著降低了漏液風(fēng)險。這一改進不僅提高了系統(tǒng)的安全性，也減少了維護成本和潛在的故障率。同時，枕木架構(gòu)設(shè)計能夠適應(yīng)不同的內(nèi)存槽位間距和顆粒厚度，展現(xiàn)出良好的標(biāo)準(zhǔn)化潛力，為多代內(nèi)存提供了兼容的散熱解決方案。

"枕木架構(gòu)"內(nèi)存液冷方案的誕生，是浪潮信息對傳統(tǒng)散熱技術(shù)的一次革命性突破，通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，升級了當(dāng)前內(nèi)存液冷方案，解決了內(nèi)存散熱及維護難題，為內(nèi)存液冷提供了更加便捷高效、安全可靠的優(yōu)選方案，為數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展提供強有力的技術(shù)支撐。