Блог Около Термальная прокладка против термальной пасты: какая TIM лучше для серверов ИИ?

Термопрокладка против термопасты: какой TIM лучше для серверов AI?

По мере развития ИИ-вычислений серверы ИИ становятся все более мощными и требовательными к температурному режиму. Высокопроизводительные графические процессоры, центральные процессоры, ускорители искусственного интеллекта, HBM и компоненты питания выделяют значительное количество тепла во время непрерывной работы.

Эффективное управление температурным режимом сервера AI имеет важное значение для поддержания производительности, стабильности и долгосрочной надежности системы. Одним из ключевых решений при проектировании системы охлаждения является выбор правильного материала термоинтерфейса (TIM), особенно между термопрокладками и термопастой.

Итак, когда дело доходит до термопрокладки и термопасты, какой TIM лучше для серверов AI?

Ответ зависит от зазора интерфейса, тепловых требований, механической конструкции, требований к электроизоляции и процесса сборки.

Термопрокладка и термопаста: в чем разница?

И термопрокладки, и термопаста улучшают теплообмен между тепловыделяющими компонентами и охлаждающими конструкциями, такими как радиаторы или охлаждающие пластины. Однако они различаются по форме, способу применения и типичным сценариям использования.

Что такое термопрокладка?

Термопрокладка представляет собой предварительно сформированный твердый ТИМ определенной толщины. Он размещается между электронными компонентами и охлаждающими конструкциями для заполнения воздушных зазоров и улучшения теплопередачи.

Доступны термопрокладки различной толщины, уровня теплопроводности, твердости и электрических свойств. Они обычно используются в графических процессорах, процессорах, компонентах памяти, VRM, силовых микросхемах и других устройствах, выделяющих тепло.

Ключевые преимущества включают в себя:

• Контролируемая толщина
• Надежное заполнение пробелов
• Простота в обращении и установке
• Дозирующее оборудование не требуется.
• Электроизоляционные варианты
• Хорошая механическая совместимость
• Стабильная производительность производства

Что такое термопаста?

Термопаста, также известная как термопаста, представляет собой текучий ТИМ, наносимый между двумя поверхностями. Заполняет микроскопические неровности поверхности и уменьшает воздушные зазоры между компонентами и охлаждающими конструкциями.

Термопаста может обеспечить превосходные тепловые характеристики, когда интерфейс тонкий и процесс нанесения хорошо контролируется. Однако производительность может зависеть от объема нанесения, толщины линии соединения, состояния поверхности, давления сборки и долгосрочной стабильности материала.

Термопрокладка против термопасты для серверов AI

Не существует единого TIM, который идеально подходил бы для каждого приложения сервера искусственного интеллекта. Выбор должен основываться на реальных требованиях к интерфейсу.

Для интерфейсов с определенным или относительно большим зазором термопрокладки обеспечивают контролируемую толщину и надежное заполнение зазора. На очень тонких границах между близко совпадающими поверхностями термопаста может точно соответствовать микроскопическим неровностям поверхности.

Почему управление температурным режимом AI-сервера является сложной задачей

Вычислительные платформы искусственного интеллекта продолжают увеличивать плотность вычислений и энергопотребление. Современные серверы искусственного интеллекта могут содержать несколько высокопроизводительных графических процессоров или ускорителей искусственного интеллекта, работающих под большими нагрузками.

Тепловой путь можно упростить следующим образом:

AI-ускоритель / графический процессор → TIM → Радиатор или холодная пластина → Система охлаждения

Даже если система охлаждения имеет достаточную мощность, плохой контакт между компонентом и охлаждающей конструкцией может увеличить термическое сопротивление.

Поэтому выбор TIM не должен основываться только на номинальной теплопроводности. Инженеры также должны оценить:

• Термическое сопротивление
• Разрыв в интерфейсе
• Толщина ТИМ
• Сжатие
• Ровность поверхности
• Электрическая изоляция
• Механическое напряжение
• Термальный велоспорт
• Долгосрочная надежность
• Требования к производству

Термопрокладки для приложений с графическими процессорами и ускорителями искусственного интеллекта

Графические процессоры и ускорители искусственного интеллекта являются одними из наиболее требовательных к температуре компонентов современных вычислительных систем.

Термопрокладка для серверных приложений с графическим процессором и искусственным интеллектом может быть особенно полезна, когда конструкция охлаждения должна учитывать определенный зазор между интерфейсами или допуск по высоте компонентов.

В зависимости от конструкции системы термопрокладки можно использовать в следующих местах:

• Пакеты ускорителей графических процессоров и искусственного интеллекта
• HBM и компоненты памяти
• VRM и МОП-транзисторы
• Силовые микросхемы и стабилизаторы напряжения
• Сетевые процессоры
• Компоненты высокоскоростной связи

Для этих применений инженерам необходимо сбалансировать теплопроводность с мягкостью, сжатием, толщиной и электроизоляцией.

Более высокое значение теплопроводности не означает автоматически лучшую производительность системы, если TIM не может должным образом заполнить интерфейс или обеспечить механические допуски.

Термопрокладки для процессора и компонентов высокой мощности

Высокопроизводительные серверные процессоры также могут выделять значительное количество тепла. TIM между корпусом ЦП и охлаждающей конструкцией должен минимизировать тепловое сопротивление, сохраняя при этом надежный контакт во время длительной работы.

В зависимости от геометрии интерфейса можно использовать термопрокладку, термопасту или другой специализированный TIM.

Правильный выбор должен основываться на фактическом межфазном зазоре, механической структуре и тепловой конструкции, а не только на теплопроводности.

Как выбрать правильный TIM для управления температурным режимом сервера AI

При выборе TIM для сервера AI следует оценить несколько факторов.

1. Теплопроводность и термическое сопротивление.

Теплопроводность указывает на способность материала передавать тепло, но сама по себе не определяет общую производительность системы.

Термическое сопротивление обеспечивает более ориентированный на применение вид передачи тепла через весь интерфейс. Поэтому толщину TIM и условия контакта следует учитывать вместе с проводимостью.

2. Толщина интерфейса и зазор

TIM должен соответствовать фактическому зазору между тепловыделяющим компонентом и охлаждающей конструкцией.

Термопрокладки особенно полезны, когда требуется контролируемая и постоянная толщина.

3. Сжатие и механические свойства.

Мягкая и сжимаемая термопрокладка может помочь компенсировать разницу в высоте компонентов и неровности поверхности, одновременно снижая чрезмерное механическое напряжение.

4. Электрическая изоляция

Некоторые серверные приложения AI требуют электрической изоляции. Электроизолирующая термопрокладка может обеспечить теплопередачу, одновременно помогая поддерживать электрическую изоляцию между компонентами и охлаждающими конструкциями.

5. Долгосрочная надежность

Серверы ИИ могут работать непрерывно при высоких вычислительных нагрузках. Поэтому при выборе TIM следует учитывать термоциклирование, старение, стабильность материала и долгосрочную работу интерфейса.

Термопрокладка или термопаста: что выбрать?

Выбор в конечном итоге зависит от интерфейса.

Термопрокладка может подойти, когда приложение требует:

• Определенная и постоянная толщина
• Надежное заполнение пробелов
• Механическое соответствие
• Электрическая изоляция
• Простая установка
• Стабильное производство

Термопаста может подойти, когда приложение требует:

• Очень тонкие интерфейсные слои
• Превосходное соответствие поверхности
• Близко подобранные и относительно плоские поверхности
• Контролируемый процесс дозирования

В некоторых конструкциях серверов искусственного интеллекта обе технологии могут использоваться в разных местах в зависимости от тепловых и механических требований каждого компонента.

Поэтому ключевой вопрос не просто «Термальная прокладка или термопаста — что лучше?»

Это:

«Какой TIM лучше подходит для конкретного термоинтерфейса?»

Материалы термоинтерфейса ZIITEK для AI-серверов

ZIITEK разрабатывает и производит материалы термоинтерфейса (TIM) для требовательных приложений электронного управления температурным режимом.

Наши решения включают термопрокладки, термогели, термопасты и индивидуальные решения TIM для серверов искусственного интеллекта, графических процессоров, центральных процессоров, силовой электроники, телекоммуникационного оборудования и высокопроизводительных вычислительных систем.

Решения для термопрокладок ZIITEK доступны с различными уровнями теплопроводности, толщиной, твердостью и конфигурациями для удовлетворения различных требований к интерфейсу.

Для управления температурным режимом сервера AI наш подход учитывает весь интерфейс, а не только теплопроводность:

Тепловые характеристики + Толщина + Сжатие + Электрическая изоляция + Механическая совместимость + Надежность

Нужен правильный TIM для вашего AI-сервера?

Выбор правильного TIM — важная часть управления температурным режимом сервера AI.

Если вы разрабатываете сервер искусственного интеллекта, графический процессор, процессор, ускоритель искусственного интеллекта или другую мощную электронную систему, ZIITEK может помочь оценить ваши требования к тепловому интерфейсу.

Пожалуйста, предоставьте:

• Тип приложения и компонента
• Разрыв в интерфейсе
• Требуемая толщина ТИМа
• Контактная зона
• Рабочая температура
• Цель по теплопроводности
• Цель термического сопротивления
• Требования к электроизоляции
• Расчетное годовое использование

В зависимости от ваших требований ZIITEK может порекомендовать подходящую термопрокладку, термопасту, термогель или индивидуальное решение TIM.

ЗИИТЭК — Термоинтерфейсные материалы для серверов искусственного интеллекта, графических процессоров и вычислений нового поколения.