現今的 AI 運算中，大量數據處理和深度學習的應用通常涉及數百萬甚至數十億的數據。這類運算需要依賴高效能硬體如 GPU（圖形處理器）和 TPU（張量處理器）來支援。然而，這些硬體在執行期間會產生大量熱能，對設備的性能和壽命構成挑戰。
高溫是影響 AI 硬體穩定性的重要因素。如果溫度過高，硬體可能會啟動降頻機制來保護自身，導致運算效率下降。並且，長期處於高溫環境的硬體容易加速老化，縮短使用壽命，進而提高維護成本。
我們可以這樣理解，就像人類在炎熱的天氣中工作會感到疲憊不堪，機器也需要「降溫」來保持穩定運行。高效的散熱方案正是確保 AI 運算穩定高效的關鍵。今天我們會透過這篇文章分享有關散熱的解決方案。
AI 高功耗設備的散熱挑戰
1. 高熱量負載的生成
目前支援 AI 運算的伺服器系統，需搭載多顆高效能 GPU，每顆功耗達 300-1000W，整機功耗超過 8000W。如此巨大的熱量需要高效散熱解決方案來應對。
2. 多元場景需求
散熱需求不僅在於大型數據中心，還包括邊緣運算設備、無人機、筆電和智慧手機，這些場景對散熱技術提出了小型化、高效能與可靠性的需求。
多元散熱技術：氣冷與液冷的解決方案
1. 氣冷的應用與優勢
氣冷模組常見以下材料與特性有：
直流扇與軸流扇：應用於機電設備、電源及機櫃中，適合中大型設備的冷卻。
迷你風扇與薄型風扇：專為手機、平板及無人機等小型設備設計，具備輕量化和高效能的特點。
熱管（Heat Pipe）作為被動式兩相傳熱裝置，熱管透過蒸發和冷凝原理將熱量快速傳導，適用於 GPU、CPU 及 LED 設備。
均溫板（Vapor Chamber）均溫板是熱管的延伸，具備更大的表面積和卓越的熱量分佈能力，特別適合大面積散熱場景，如高效能伺服器和平板電腦。
將散熱導管和均溫板設計結合風扇與液冷技術，可顯著提升伺服器的穩定性和效能，滿足大規模部署需求。
2. 奈米石墨銅材料
特點與應用
奈米石墨銅結合了石墨的導熱性與銅箔的延展性，解決了純石墨易掉屑和脆裂的問題，實現均熱、散熱與 EMI 保護的一體化。其輕量化設計和高可靠性，適用於小型化設備，提供高效散熱同時確保輕便設計，配合運算對設備小型化和高性能的要求。
氣冷散熱材
2. 液冷技術應用
一般液冷技術常運用於高密度計算環境，如 AI 伺服器中的浸沒式冷卻：
浸沒式冷卻：將設備浸入非導電冷卻液中，透過液體的高熱傳導性能，快速帶走運算過程中產生的熱量。
應用場景：數據中心採用 TANK 系統支援大規模部署，而 CHASSIS 系統則適合分散式應用，靈活性高且便於維護。
創維的整體設計解決方案
1. 面板與線材的一體化整合
創維企業專注於氣冷散熱解決方案，及液冷週邊機殼防漏的機構客製化，協助客戶將面板設計與線材模組、連接器和防水結構進行整體化設計，我們具備以下優勢：
☛ 減少測試時間：一體式設計減少不同結構之間的兼容性測試，縮短開發週期。
☛ 提升安裝便利性：面板與線材模組的整合使設備安裝更快速，符合大規模部署需求。
☛ 防護性能優化：採用特殊密封圈與灌膠技術，有效防止冷卻液滲漏，增強整體防護性能。
2. 分離式面板與線材模組的整體解決方案
針對不同機型的需求，我們提供靈活的分離式面板與模組化設計，實現自由抽換，適應多場景應用。這種高性能設計可針對產品進行特性調整，確保訊號在冷卻液環境中的穩定傳輸。同時，模組化設計將防水功能與散熱性能完美結合，大幅提升設備穩定性。
此外，我們充分考量散熱與訊號傳輸的需求，將 RJ45、USB3.0 等連接器與線材模組進行整體規劃，與 TANK 和 CHASSIS 系統搭配，為高效能 AI 設備提供全面的解決方案。
AI 散熱技術的未來趨勢
我們的風扇可根據需求進行客製化，包含針對客戶產品進行熱模擬服務，依照分析結果提供兼顧氣流方式與電源規格的風扇客製化設計。
隨著 AI 技術的快速進步，散熱需求將更加多元化及精細，我們憑藉風扇、液冷技術解決方案及創新材料，為高效能運算提供全方位且可靠的解決方案，若您有散熱技術需求，歡迎與我們聯繫，讓創維提供整體的熱處理規劃服務。
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