圖解》AI散熱為何改用溫水？日立新技術拚省3成排熱用電，搶攻資料中心節能商機｜一圖看懂半導體

日立製作所10月21日公布一款替AI晶片散熱的新型冷卻板，讓較高溫的冷卻液也能有效帶走熱量。這項設計瞄準使用約45°C冷卻液的「高溫水冷」：先把晶片的熱帶走，再利用室外空氣散熱，減少冷凍設備的用電。

AI伺服器裡的GPU，是負責大量平行運算的晶片，工作時也會持續發熱。液冷設備會讓冷卻液流過貼近晶片的金屬冷卻板，把熱帶出伺服器。液體吸熱後，仍須透過其他設備把熱排到室外，才能繼續循環使用。

45°C摸起來溫熱，仍能替溫度更高的晶片降溫。熱會從高溫處流向低溫處，因此冷卻液能否發揮作用，要看它與晶片的溫差，以及熱量能否順利傳進液體。

把冷卻液維持在很低的溫度，需要額外耗電。當液體溫度高於室外空氣，系統就有條件利用外氣帶走熱量，減少冷凍機運轉。這也是高溫水冷的省電思路，但前提是冷卻板必須有足夠的散熱能力，讓晶片保持在允許的工作溫度內。

傳統冷卻板常讓液體沿著晶片表面流動。液體一路吸熱，到了後半段已經升溫，帶走熱量的能力也隨之下降。

日立在冷卻板內安排數千條細小的U形通道，將液體分送到晶片發熱處附近，吸熱後再轉彎排出。入口與出口的液體分開，減少混合；通道縮短，也能降低液體流動的阻力。公司以試作品測試，在相同冷卻動力下，取得比傳統結構更好的冷卻效果。

日立過去已為超級電腦及汽車電力控制設備開發冷卻板。根據日本科技媒體《Cloud Watch》報導，日立研究主管中津欣也表示，這次將既有經驗用於資料中心，處理晶片上方空間有限、卻必須帶走更多熱量的問題。 （相關報導： AI晶片功耗與散熱成瓶頸！NVIDIA與西門子EDA、英飛凌 從3D IC設計推進800V供電 ｜ 更多文章 ）

日立也計畫把冷卻板與泵浦、冷凍機、管線及資料中心管理服務整合，從晶片吸熱到向室外排熱，一起改善設備運作效率。日立接下來希望透過實機搭載機會進行評估，確認試作品的散熱表現能在實際設備中發揮多少效果。