Molex莫仕發(fā)布新一代數(shù)據(jù)中心冷卻解決方案中I/O模塊的熱管理挑戰(zhàn)和機遇報告

●   隨著市場對更快數(shù)據(jù)傳輸速率需求的不斷增加，相應的光I/O模塊的功耗也隨之增加，這使傳統(tǒng)的強制風冷系統(tǒng)逐漸達到其運行極限

●   改用224 Gbps PAM-4互連技術(shù)會使功率密度提高近4倍，從而增加了熱管理的成本和復雜性

●   先進的液體冷卻解決方案和新型下拉式散熱器(DDHS)技術(shù)體現(xiàn)了服務器和光模塊熱管理領(lǐng)域取得的進步

作為全球電子行業(yè)的領(lǐng)導者和連接方案的創(chuàng)新者，Molex莫仕發(fā)布了一份報告，深入探討了在熱管理方面存在的誤區(qū)和各種可能性，以及數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師和運營商如何努力滿足市場對高速數(shù)據(jù)吞吐量的需求，消除不斷增加的功率密度帶來的影響以及滿足關(guān)鍵服務器和互連系統(tǒng)散熱需求。

Molex莫仕的I/O模塊熱管理解決方案深度報告探討了傳統(tǒng)散熱技術(shù)的熱特性和熱管理方法的局限性，以及服務器和光模塊冷卻方面的創(chuàng)新技術(shù)。該報告旨在通過討論來更好地支持112G和224G連接。

Molex莫仕賦能性解決方案集團副總裁兼總經(jīng)理Doug Busch表示說：“隨著市場對更快、更高效的數(shù)據(jù)處理和存儲需求的持續(xù)快速增長，業(yè)界采用了高性能服務器和系統(tǒng)來普及生成式AI應用程序并支持從112 Gbps PAM-4到224 Gbps PAM-4的過渡。然而，高性能服務器和系統(tǒng)會產(chǎn)生更多的熱量。為了優(yōu)化下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空氣流動和熱管理方式，Molex莫仕正在推動光連接器件和光模塊的整合，并采用新的冷卻技術(shù)。此外，Molex莫仕還在銅纜、光纜以及電源管理系列產(chǎn)品方面進行創(chuàng)新，以幫助客戶提高系統(tǒng)冷卻能力并提高下一代數(shù)據(jù)中心的能源效率?！?/p>

向224 Gbps PAM-4速率的轉(zhuǎn)變彰顯了創(chuàng)新型液體冷卻技術(shù)的重要性

服務器和網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施之間向224 Gbps PAM-4互連速率的轉(zhuǎn)變，意味著每個通道的數(shù)據(jù)速率增加了一倍。伴隨而來的是功耗的飆升，僅光模塊在遠距離相干鏈路上的功耗就高達40瓦，而幾年前僅為12瓦，功率密度增加了近4倍。

在這份內(nèi)容豐富的報告中，Molex莫仕探討了最新風冷技術(shù)，以及如何在現(xiàn)有外形尺寸設(shè)備中采用創(chuàng)新型液體冷卻解決方案，以解決I/O模塊日益增長的功耗和散熱問題。該報告討論了直接作用到芯片上的冷板液冷、浸沒式冷卻以及無源元件和增強主動冷卻方面的作用。該報告還描述了能夠有效滿足芯片和I/O模塊的散熱需要的冷卻方法，而這些芯片和I/O模塊會大范圍普及。

為了應對在冷卻可插拔式I/O模塊方面的持續(xù)挑戰(zhàn)，Molex莫仕推出了一種稱為整合式浮動基座的液體冷卻解決方案。在這種方案中，與模塊接觸的每個基座都是彈簧加載的，可以獨立移動，從而允許將單個冷板貼合到不同的1xN和2xN單排和堆疊籠罩配置上。例如，該1x6 QSFP-DD模塊解決方案采用6個獨立移動的基座，可以適應不同的端口堆棧高度，同時確保無縫的熱接觸。因此，熱量通過最短的傳導路徑直接從產(chǎn)生熱量的模塊流向基座，以減少熱阻并增加傳熱效率。

此外，Molex莫仕報告概述了與浸沒式冷卻相關(guān)的固有成本和風險，浸沒式冷卻提供高效的熱冷卻，每個機架的熱冷卻功率超過50千瓦，但缺點是需要對數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)進行全面檢修。

Molex莫仕下拉式散熱器(DDHS)技術(shù)

除了液冷外，Molex的I/O模塊熱管理解決方案深度報告詳細介紹了針對模塊設(shè)計和熱特征的先進熱管理方法，這些方法有望改變高速網(wǎng)絡互連的性能。具體到I/O，新型冷卻方案可以集成到服務器和交換機中，以便在不影響可靠性的前提下實現(xiàn)更高水平的散熱。該報告描述了一種創(chuàng)新型Molex莫仕下拉式散熱器(DDHS)解決方案，該解決方案可提高傳統(tǒng)騎乘式散熱器的傳熱能力，同時減少金屬之間的接觸，以避免對部件造成磨損的可能。

Molex莫仕采用DDHS技術(shù)取代了當前的騎乘式散熱器，該解決方案避免了光模塊和熱界面材料(TIM)之間的直接接觸，從而可進行更簡單耐用的散熱設(shè)置，這種設(shè)置不會產(chǎn)生摩擦或?qū)IM的刺傷。采用Molex莫仕的DDHS可以成功布置熱界面材料，允許對模塊進行100次插拔操作。這種可靠的熱管理解決方案適用于標準模塊和機架設(shè)備，同時可有效地冷卻大功率模塊并提高整體功效。

光模塊冷卻的未來

作為開放計算項目(OCP)及其冷卻環(huán)境項目的積極參與者，Molex莫仕正在與其他行業(yè)領(lǐng)導者合作開發(fā)下一代冷卻技術(shù)，以滿足當今最嚴苛的數(shù)據(jù)中心環(huán)境中不斷變化的熱管理需求。