Der Bericht erläutert die Möglichkeiten des Wärmemanagements in Rechenzentren. Er befasst sich mit den Grenzen herkömmlicher Ansätze für die thermische Auslegung und das Wärmemanagement und untersucht Neuerungen bei der Kühlung von Servern und optischen Modulen, um 112G- und 224G-Datenanbindung besser zu unterstützen.
Flüssigkeitskühlung bei Umstellung auf PAM-4 mit 224 GBit/s
Die Umstellung auf PAM-4-Verbindungen mit 224 GBit/s zwischen Servern und der Netzwerk-Infrastruktur bedeutet eine Verdoppelung der Datenrate pro Lane. Auch der Stromverbrauch steigt an. Allein die optischen Module können laut Molex über Langstreckenverbindungen bis zu 40W Leistungsaufnahme erreichen. Vor einigen Jahren waren es noch 12W.
Im Beitrag werden neue Entwicklungen im Bereich Luftkühlung sowie kreative Lösungen zur Flüssigkeitskühlung in bestehenden Formfaktoren untersucht. Behandelt werden
- Die Flüssigkeitskühlung direkt auf dem Chip
- Die Immersionskühlung
- Die Rolle passiver Komponenten zur Verbesserung der aktiven Kühlung
Der Bericht beschreibt auch die Kühlmethoden, die am effektivsten sind, um den Leistungsanforderungen von Chips und I/O-Modulen gerecht zu werden, die auf hohe Niveaus skaliert werden.
Um die Herausforderungen bei der Kühlung steckbarer I/O-Module zu bewältigen, bietet Molex eine Lösung für die Flüssigkeitskühlung an: den „integrierten schwebenden Sockel“ (Integrated Floating Pedestal). Dabei ist jeder Sockel, der mit dem Modul in Berührung kommt, federbelastet und bewegt sich unabhängig. Damit muss nur eine Kühlplatte für verschiedene einreihige und gestapelte 1xN- und 2xN-Käfigkonfigurationen integriert werden.
Bei einem 1x6-QSFP-DD-Modul kommen so sechs unabhängig voneinander bewegliche Sockel zum Einsatz, die unterschiedliche Anschluss-Stapelhöhen kompensieren und gleichzeitig nahtlosen Wärmekontakt gewährleisten. Dadurch fließt die Wärme direkt vom Modul, das die Wärme erzeugt, über den kürzesten Leitungsweg zum Sockel. Der Wärmewiderstand wird so minimiert und die Wärmeübertragungseffizienz maximiert.
Der Bericht geht auch auf Kosten und Risiken ein, die mit der Immersionskühlung verbunden sind. Diese bietet eine effektive thermische Kühlung mit einer Leistung von mehr als etwa 50kW pro Rack, erfordert aber eine komplette Überarbeitung der Rechenzentrumsarchitektur.
Über die Flüssigkeitskühlung hinaus ...
zeigt der Bericht mit Wärmemanagementlösungen für I/O-Module neue Ansätze für das Moduldesign und die thermische Auslegung, mit denen sich die Leistungsfähigkeit schneller Netzwerkverbindungen verbessert. Speziell für I/Os können neue Lösungen in Server und Switches integriert werden, um die Wärmeableitung zu verbessern, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen. Der Bericht beschreibt unter anderem die Drop-Down-Heat-Sink-/DDHS-Lösung von Molex.
