KI treibt die Kühlrevolution voran und 3D-VC ist der Schlüssel

Angetrieben durch den durch ChatGPT ausgelösten generativen KI-Boom und die Nachfrage nach hoher Rechenleistung beim autonomen Fahren und bei Big-Data-Modellanwendungen verzeichnet der KI-Servermarkt ein schnelles Wachstum. Laut IDC-Daten wird der weltweite Markt für KI-Server im Jahr 2021 15,6 Milliarden US-Dollar und im Jahr 2025 31,8 Milliarden US-Dollar erreichen.

Die Leistung der neuen Generation von KI-Servern steigt Schritt für Schritt und nähert sich der Grenze der Luftkühlung. Der führende KI-Server NVIDIA führt nicht nur aktiv Flüssigkeitskühlungslösungen auf seiner neuesten Plattform ein, sondern konfiguriert auch die Wärmeableitung 3D-VC (3D-Vapor Chamber) auf einigen KI-GPU-Chips. NVIDIA verfügt in der Regel über 4 bis 8 GPUs pro KI-Server, wobei jeder Chip eine Ausgangsleistung von bis zu 300 W bis 700 W hat, was hohe Anforderungen an Wärmeableitungslösungen stellt und zu einer Verlagerung der Luftkühlungslösungen von traditioneller flacher VC zu 3D-VC führt .

3D-VC unterscheidet sich von der herkömmlichen Dampfkammer. Beim herkömmlichen Design befindet sich die Dampfkammer oben auf dem Chip und überträgt die Wärme zur Sekundärmontage an mehrere Wärmerohre, die dann die Wärme an die Rippengruppe übertragen. Durch die getrennte Gestaltung von Soaking Plate und Heatpipe erhöht sich die Wärmeübertragungsstrecke und der Wärmewiderstand.
3D-VC erweitert das Heatpipe-Design auf den Körper der Dampfkammer, wo die Vakuumkammer der Dampfkammer als Hohlraum mit dem Heatpipe verbunden ist. Die Kapillarstruktur des Arbeitsflüssigkeitsrückflusses des Wärmerohrs ist ebenfalls in die Verbindung der Dampfkammer integriert, sodass die Wärmeenergie der Halteplatte schneller auf das Wärmerohr und dann auf die Rippengruppe übertragen wird.

Im Vergleich zu herkömmlichen Einweichplatten kann 3D-VC mehr Wärme ableiten. Auf diese Weise kann es mit einer kleineren Modulgröße eine Leistung von mehr als 300 W verarbeiten, ohne dass das Servervolumen übermäßig ansteigt.

Darüber hinaus sind High-End-Gaming-Grafikkarten eine weitere wichtige Anwendung von 3D-VC, die hinsichtlich der Wärmeableitungsfähigkeit bis zu 400 W der NVIDIA RTX40-Serie oder AMD RX70-Serie abdecken können. Da Mainstream-Grafikkartenmarken wie MSI zunehmend 3D-VC-Kühllösungen bevorzugen, hat 3D-VC zwei große Anwendungsvorteile gesehen: KI-Server und High-End-Grafikkarten