1.发展电子设备产热-传热-散热全链条多层次协同热管理方法与理论体系
从电子设备产热、传热和散热的全链条出发,认知并厘清电子器件与设备热排散全过程的影响因素和温度场的分布规律,阐明热阻分布与匹配机制和针对不同环节所采取的热管理措施之间协同匹配机制,形成以实现电子器件结温及其温度分布均匀性准确控制为目标的热管理技术与方法,建立器件-界面-热沉-系统多环节匹配和多层次协同的高功率密度电子设备热控制方法与理论体系。
2.发展面向超高热流密度芯片近结点定向热管理方法
传统远程散热架构的冷却方式已无法满足新型高功率电子芯片和3D立体堆叠芯片的散热需求,由此推动了冷却技术向芯片近结架构发展,通过在芯片加工微通道方式,将冷却介质直接引入芯片结点附近,消除界面接触热阻和组件壳体热阻,能够迅速有效地排散芯片产生的耗散热,极大地提升了器件的抗热冲击能力和散热能力。近结点散热技术是适应“后摩尔”时代的未来下一代高热流密度芯片及3D堆叠芯片热管理方法与技术的必然趋势,是解决未来芯片1000W/c㎡以上热流密度的关键核心技术。
3.发展面向大型电子设备和数据中心的精准热管理方法
从系统热管理层面,精准化热控制将成为大型电子设备系统和未来数据中心热管理技术发展的重要方向与目标,其中需要重点发展精准化热感知和精准送冷技术,通过精准热感知技术,实现电子设备系统和数据中心热点精准实时定位甚至超前预测然后通过精准送冷技术在最小的能耗下实现数据中心高效热管理,避免因为设备或者数据中心出现局部高温而需要浪费大量能源和资源对整个设备或者数据中心进行全局冷却。
4.发展基于软件冷却概念的智能化热管理方法
作为一种变革性热管理方法,软件冷却不需要通过散热硬件来实现,而是根据计算任务与芯片空闲程度,通过软件调度和科学的任务调配,合理调整多核处理器、多芯片服务器的处理器频率、开关与电压大小,从而减小局部单处理能耗过高的时间与概率,避免热耗局部积累和热点的形成,抑制过高的局部热负荷水平,实现芯片温度的有效控制和计算机资源的最佳配置与利用。尤其是随着人工智能技术的快速迭代发展,软件冷却技术不再局限于通过芯片核心调度来实现节能和温度控制,而是进一步将多核任务调度、冷却系统通过智能化软件有机协调起来,实现电子器件与设备更为高效、节能、智能化的热管理。
5.发展电子设备能量综合管理与利用技术
如何实现大型数据中心的热管理和能量综合管理(排散废热的综合利用和可再生能源及环境冷源在系统热管理中的利用)是当前及未来数据中心热管理发展的首要问题。结合可再生能源建设零排放绿色数据中心,研究高效低成本的低品位废热回收利用方法与技术和建立综合利用可再生能源及环境冷源的机柜及基站和数据中心的热管理方法,将有效地抑制数据中心耗能需求快速增长的趋势,实现有效的节能减排,为实现碳中和目标做出显著的贡献。
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