【散熱劃時代革命-液冷散熱】
時間:2021/8/1
發文:NO.1287篇
大家好,我是 LEO
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❖晶片效能越強-解熱難度越高
隨著半導體晶片發展-體積越來越小,電晶體密度越來越高,逐漸朝向高性能,超薄,微型化發展,電子元件散熱的空間越來越小,單位面積內所產生的熱能卻越來越高,無論是手機、電腦發熱發熱密度皆呈現指數級增長,此外,加密貨幣挖礦場,大型伺服器與資料中心,高階CPU、GPU產生的熱能更為驚人,如果熱能不能快速有效散出,輕則影響效能,嚴重會導致電腦或手機產生「電子遷移效應」,導致當機無法工作。
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❖台積電未雨綢繆超前部署
今年7月台積電在超大型積體電路 (VLSI) 研討會,展示晶片水冷研究結果,採用水通道直接引導到晶片,藉此提高晶片散熱效率。聽起來覺得不可思議,為什麼突然做這項研究?傳統晶片散熱-在晶片上塗導熱矽脂,將熱量傳到散熱器底部,導熱管、水冷管再將熱量導到鰭片,最後風扇將鰭片的熱量吹走,完成散熱。
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但是,若未來晶片採用 3D 堆疊技術,最新的SoIC先進封裝可以任意組合各種不同製程的晶片,除了記憶體甚至還能直接將感測器一起封裝在同一顆晶片裡面,線路的密度將是2.5D的1000倍,散熱就會遇到大瓶頸。
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3D堆疊晶片設計更複雜,更小的微縮製程,把晶片一層一層的堆疊起來,中間部分難以有效散熱,所以台積電的研究人員認為,解決方法就是讓水在夾層電路間流動,讓水直接從晶片內帶走熱量,這是最有效的方案,這裡指的水並非一般純水,而是不會導電的介電液,實際上操作起來非常複雜且昂貴,目前處於研究階段,這顯示出解決晶片散熱問題,將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。
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❖晶片改朝換代推動-伺服器新設計
我們從上面描述可以知道新晶片設計只會更小,更複雜,更熱,而伺服器產業面臨的問題會更大,試想大型資料處理中心,裡面有多少伺服器?多少高階CPU、GPU都是24小時不斷電持續運作,龐大的熱能如何處理?當處理器的瓦數越來越高,一般來說,處理器的熱設計功耗超過240W就很難用風扇(氣冷)來解決,偏偏霸主Intel或是AMD新一代處理器動輒超過270甚至280W,現在馬上面臨到需要液冷散熱來帶走熱量。
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❖跟著產業霸主的方向走準沒錯
Intel在伺服器市場,主流解決方案以x86架構為主,全球 CPU市占率約 92%左右。未來Intel 仍將保持產業龍頭的地位,圍繞它的 CPU平台的升級仍是影響伺服器硬體產業鏈周期性變化的關鍵因素。
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2021 年第一季開始Intel最新的 Whitley Ice Lake 的處理器已向資料中心業者小量出貨,第二季開始放量,到第四季預估將占總出貨量的 40%,滲透率將大幅且快速提升,下一步,Intel英特爾預計 2022 年初量產支援 PCIe Gen5 的 Eagle Stream 平台,將會加速升級資料傳輸速度。
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❖英特爾正式將水冷散熱放進白皮書
有趣的事情來了,產業龍頭也意識到新平台-散熱問題非常棘手,2020年Whitley平台是intel「首度」將水冷頭(注意:非浸沒式)納入技術白皮書,更誇張的事情是未來的新平台 Eagle Stream第一顆CPU Sapphire Rapids至少 300W以上,甚至將來很多GPU會達到500瓦甚至700W以上,水冷散熱方案成為唯一解方,冷卻液監控主機(CDU)與水冷頭(覆蓋在處理器上方的水冷散熱片)全世界只有三家廠商通過Intel認證,台灣的廣運(6125)是唯一兩項全拿的合格供應商。
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❖節能減碳-省電又可以賺積分
歐盟在7月剛通過55套案,其中碳邊境調整機制,又稱碳關稅,預計自2023年起試行,2026年正式實施,先從鋼鐵、電力等產業先行,但是用電大戶的資料中心無法置身事外,跟大家分享一個數字會比較有概念,2017年中國數據中心總耗電量為1200-1300億KW,超過三峽大壩與葛洲壩電廠2017年全年發電量總和(分別為976億KW、190億KW),占中國總發電量的2%,到了2025年資料中心耗電將高達 3842億KW,占全中國總發電量的 6%,這隻吃電怪獸肯定會被盯上,高排碳業者會被課較高關稅(碳關稅),將進一步帶動資料中心業者積極導入液冷散熱達到「省電」與「節能減碳」的效果,甚至有望仿效電動車Tesla透過碳積分來挹注獲利,可望大幅提高液冷散熱滲透率。
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❖水冷散熱技術門檻高-不簡單
2021年3月26日雲端資料中心伺服器開發商---緯穎科技宣佈,參與資料中心液冷廠商LiquidStack的A輪融資,並取得一席董事席位,其實早在2019年緯穎就與3M合作開發液冷方案,但是3M的電子氟化液是非導電-介電液是一種專利配方,掌握在3M手中,未來耗材都需向3M購買補充,入股LiquidStack可望取得自主技術。
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大家知道這種-不導電的「介電液」有多貴嗎?1公斤要價100美元,一個180KW的機櫃光是介電液裝滿就要價1000萬,重點是這個介電液每年都會耗損,需要定時補充,這樣就知道賣水的概念有恐怖、有多賺了吧,得介電液者得天下。
就算目前短期重點放在一般的「冷卻水」,得到英特爾認證的兩款冷卻水,一個櫃的成本大約7~8萬元,廣運集團研發成功的介電液打七折賣,一公斤70美元就相當有競爭力,而冷卻水一個櫃更只需要8000元,重點是水要通過認證,水在管線裡面跑如何恆久不變質?裡面還必須添加抗凍劑、苔癬抑制劑等特殊配方,是不是很多眉角!這些都是LEO深入研究去挖出來的。
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❖廣運(6125)上中下游整套系統全部整合
目前有三大產品線,水冷背門(20~25萬)/櫃,水冷頭(100~150萬)/櫃-目前英特爾首度放入新平台技術白皮書,已通過Intel認證,浸沒式機櫃(1000萬)/櫃,此外還有最重要的冷卻液監控主機(CDU)它是水冷散熱技術的根源,還有各種耗材、管線、冷卻水、介電液都是未來的發展重點。
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傳統散熱模組雖然便宜,一個42U的機櫃,風扇加散熱模組成本頂多台幣8~10萬,但將來水冷變成剛性需求,水冷頭機櫃,水對氣120~150萬/櫃,水對水90~120萬/櫃,全球的資料中心大約有 500萬櫃,每年新增30萬櫃左右,大家可以算看看,這產值增速有多恐怖。
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目前全世界只有2家公司有能力量產伺服器等級水冷頭機櫃,雙鴻、超眾這些傳統大廠要跨入最難的CDU(水冷監控主機)至少需要5年以上的參數與經驗值,而廣運的陳總已經深耕30年的散熱產業經驗,水冷頭機櫃的五大關鍵零件--廣運擁有四項(CDU、水冷頭、分岐管、制冷背門)盲插或快接頭,這個產業很新,很多法人也還沒那麼了解,有很多眉角,很多技術秘密,篇幅有限今天LEO就先介紹的這邊。
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天佑台灣,疫情早日結束❤️
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香港今日社論2021年07月16日(100蚊獅子頭)
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明報社評
香港土地房屋問題水深火熱,行政長官林鄭月娥表示,政府未來一年將加倍努力,繼續展現「開拓土地的勇氣」,惟未見有何新猷,所謂「五方面增加房屋土地供應」,都是談論多時的工作方向;論及具體措施,諸如重推一手樓空置稅、檢視城規條例縮短土地開發時間等,林鄭均沒有作出承諾。香港局勢大致穩定下來,政府需要展示治理能力,解決社會深層次矛盾,當局不斷強調覓地建屋有進展,市民所見卻是公屋輪候時間愈來愈長、樓價快將破頂,政府土地開發必須更有效率。勇而無謀才是鹵莽,縮短造地時間、簡化發展流程,需要大破大立,繼續在現有條條框框內打轉,小修小補,根本無濟於事。
東方正論
曾幾何時,「香港速度」是高效快速的代名詞,可惜俱往矣。尤其是現屆政府,政策局疊床架屋,權責過於繁雜,僅運輸及房屋局,兩者風馬牛不相及,涉及範疇過多,偏偏放在同一個政策局內,一個局長根本分身不暇。凡此種種,無不影響施政效率。立法會昨日有議員提出拆局分家議案,不可謂不對症下藥。立法會昨日通過「改革房屋政策解決住屋問題」議員議案,地產及建造界議員石禮謙表示,運房局局長陳帆一日只得24小時,卻要分身處理房屋及運輸政策,故政府有必要考慮將運輸及房屋分家。
星島社論
文憑試放榜在即,尖子生向來是大學爭相取錄目標。中文大學決定將取錄彈性收生的尖子計畫,延展至全校各科,不再只限於理、工學院,即使核心科目有任何一科未達標,但選修科目表現優異的尖子生,仍有多一個入學機會。協理副校長王淑英接受本報獨家專訪稱,新安排料有利心儀文史哲課程的學生,其專精領域須與報讀課程對應,未有指明「摘星」的數目要求。中大亦推出首屆「校長卓越獎學金」,嘉獎取得佳績的新生,每人獲五萬元。
經濟社評
美國上周新申領失業救濟人數為36萬人,創疫後新低,儲局仍持續偏鴿,美國10年債息曾跌破1.3厘關;美股個別發展,納指收市挫0.7% 。道指收市升53點,報34987點;納指跌101點,報14543點;標指跌14點,報4360點。大型科技股沽壓較大,晶片股滑落,台積電急挫5.5%,輝達(Nvidia)跌超過4.4%。蘋果跌0.45% ; 摩根士丹利將蘋果目標股價調高至166美元,預計Q3業績強勁,得益於iPhone和服務業務的樂觀前景。
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致冷晶片效率 在 Lara的多語繪本世界-英俄日德 Facebook 的精選貼文
是的...今天又新增很多例, 直播中的留言走馬燈不斷閃出情緒性留言, 我想大多數的人可能都不知道自己到底在寫什麼? 接下來的幾天數字上升, 是很不希望看到, 但是應該是可以預期的?
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昨天晚上在 行行出老母 主持的CH房間裡, 跟幾位在海內外的老母們一起聊 #在美國的封城生活經驗 以及現在 #台灣疫情變嚴重的焦慮如何平緩。是的, 我們在台灣多了一年多的緩衝時間, 讓許多在海外的人都覺得是活在平行時空。確診人數的上升再驚悚, 我們能做的也只是把自己顧好。 沒有一個人的生活是容易的, 各自有生活、經濟、家庭、事業...數不清的壓力。謝謝 成語故事伴讀 的紀錄, 讓我們可以跟大家分享幾句昨天聊天室的重點:
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#病毒不會很快消失我們要學會怎麼跟COVID相處
#加強彈性調整自己的腳步
#把力氣放在自己能控制的事情上
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是我們現在能夠也必須做的。恐懼與不安, 確實是我們最大的敵人。最近在Netflix上追的一部英劇The Irregulars 中雖然劇情很老派, 但是講的就是心魔, 每個人都有自己最害怕的點, 就是那樣的恐懼(大多情況下都是自己限制住自己)會摧毀我們的意志。A Small but Real Family 的口譯老母Renee推薦大家可以做一些冥想的方式, 去面對自己的內在, 達到正向的釋放壓力效果。
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#少看一點很可怕的訊息
2020年初, 疫情開始在全世界爆發的時候, Lara的心情經歷過一段非常恐懼的階段, 我瘋狂的追蹤世界不同的數據, 看中國的城市數據、義大利、美國、俄羅斯等地的大爆發, 甚至在開車的時候偶有恐慌, 這一段心路歷程我很少跟別人提起, 因為當一個大人、尤其還是媽媽又是老師, 我不想因為自己的恐懼影響到身邊的人, 尤其是孩子們是更能感受到敏感的情緒波動。後來我越來越不願意在晚上開車, 尤其是高速公路, 會覺得看不到盡頭讓我有種非常不安的感覺...這些內心的感受別人是看不到的, 但是我自己知道。直到後來慢慢的強迫自己去思考, 到底我這樣恐懼的來源是什麼?家庭?經濟?工作?疫情?我想我的恐懼不是單一源頭, 而是在整個大環境下加上自身的狀況以及面對未來的不確定性, 這些加起來的綜合恐懼... 我知道我很不喜歡那樣的感覺、而且我不是只有一個人, 不能讓我自己影響到孩子....所以在一段時間的消極後, 強迫自己改變、不斷自我灌輸正面想法, 不斷讓自己接受不同的資訊, 而不是只看疫情相關新聞, 甚至改變自己的外觀, 慢慢的, 總算是戰勝了自己的心魔...
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#這是歷史洪流裡的一個小點
#拉大自我格局相對會降低某種程度的焦慮
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當然疫情跟我們息息相關, Lara不是說要把自己的👀閉起來, 而是鑑古知今, 過去歷史中發生的大型傳染病事件, 大概都會是在幾年內消失。21世紀的科技跟醫療遠比13世紀中古時代高得多了, 人們的衛生習慣跟對病毒的認識也好得多, 所以請有信心, 我們一定會找到一個好的方式無論是與病毒共存或是消滅它。
除了COVID19會影響我們的生活外, 每天在海內外發生的事情, 其實也跟我們都會有關係。全球海運的堵塞、缺晶片無法生產、中東的情勢緊張, 看似沒有發生在我們島上的事件, 卻會造成油價上漲、原物料大缺、消費品的價格大漲, 如果有人會因為新聞報導說油價明天要漲1角而在怠速一個小時(更耗油)去排隊加油, 那是不是每天花10分鐘了解一下國際上發生的事情, 更划算呢?
這個週末我上了三堂線上課, 年齡從5歲到成人都有, 主題除了更新疫情的狀況外, 還是放在最大的國際新聞上 - 以色列跟巴勒斯坦之間的衝突。(我覺得這已經不叫做衝突, 可以稱得上是戰爭了.... ) 不同的年齡層, 可以從這個事件上得到不同的認識、甚至在課後的群組, 也有家長因此去深入研究這個議題。當我們看到原來還有這麼多“大事”正在發生時, 也許就不會過度放大身邊的事。
#孩子活在未來請為他們做準備
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即將四十的我, 活在當下。但是我們的孩子是活在未來的!孩子們的當下是在10, 20年以後, 所以拉大格局、放長時間, 不但能減輕焦慮, 更是為未來做準備。
#現在能夠培養自律與自學的人
#將來是會看得到成果的
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這兩天“停課的恐懼”開始蔓延在所有的台灣家長群中... 我們家的小孩去年4月就停過一個月, 明天開始也即將迎接 #HomeSchooling 兩週...學校非常超前部署, 去年的狀況我個人不太能接受, 但是這次確實不一樣, 我覺得這也許是好事。Lara從2005年開始就是SOHO族(這個詞感覺已經很老派了...現在應該要說 #WFH ( Work From Home - 看了一篇 雙薪爸媽100+生活實驗.Wei & Erin 介紹的年度代表字, 才覺得自己有點out of date了 😆 有興趣的人請看這篇 http://bit.ly/yearof2020 )...不管老不老派, 在家/遠距工作的模式Lara已經做了17年了!這麼長的時間, 我學到了一件事情, 那就是:#自律
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2007年威爾史密斯演的一部電影 I'm Legend 我是傳奇 , 我想很多人人對於他必須親手殺掉他最好的夥伴德國狼犬歷歷在目....😿不過, Lara想強調的不是病毒跟疫苗的劇情, 而是在劇中他每天都照表操課, 維持著所有的生活、健身習慣, 甚至是太陽下山的時間一到就必須緊閉門窗, #自律 是讓他跟狗狗Sam能生存下去的唯一法則!
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在家工作或是自學也是一樣的道理。到公司上班除了面對面溝通快速以及設備之外, 有一個很重要的因素就是“群體力量”。我們知道幾點要開會、同事會經過螢幕, 所以在某種程度上不需要太過自制, 他人的存在就是一種控制自我行為的力量。但是在家因為“沒人管“或是“人家看不到” , 就很容易過於放鬆, 也會因為抽身處理許多的雜事,導致時間變多但是效率更低。所以即使網路的便利已經至少有20年了, 但是真的有能力在家遠距工作的人數卻無法快速上升, 直到這場疫情的出現.....
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全球停課超過一年以上的國家比比皆是, 已發展的國家相較之下在硬體設備比較能即時補上, 教師們的軟實力也一直不斷地在進步當中, 去年4月我參加 #NationalGeographicCertificatedEducator 的教育者認證課程時, 看到有許多美國的老師們很努力的想要快速強化自己的線上教學能力。相信到現在一年過去了, 無論是老師或是學生也都很上手了。昨天在CH房裡, 之前在美國的 海洋學家的母體力學 也分享到 #其實孩子的適應力比我們想像的還好, 他的孩子四歲, 現在已經能線上學鋼琴(從零開始喔!)
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而在發展中國家呢?印尼從疫情一開始就宣布停課, 不是所有人都有電腦的情況下, 作業還是要用email交, 城鄉差距在這個時刻更加凸顯。在外力引導不足的情況下, 孩子如何自學成了一大問題。全球發展的趨勢本來就已經不斷地在加大貧富差距, 我們都同意, 財富或社會階級的翻轉除了中樂透外, 教育可以說是唯一途徑。 經過這兩三年的疫情後, (好的)教育可能變成一種奢侈品。不是因為它(教育)不存在, 而是人們能不能更加主動積極的去尋找、去使用。都說免費的最貴, 現在網路上免費的資源真的很多, 但是反而造成了資訊過度爆炸、真偽難以辨別的情形。有能力、積極性夠的人, 能在翱翔在這一片資訊藍海中, 擷取自身所需的養分, 不斷壯大!習慣被餵食的人..恐怕會一被放生就迷失在這片大海中了....
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寫了這麼一大篇心得感想, 最後來宣傳一項免費的資訊㊙️🆓
這兩週大家都不會出門玩了吧~下週日下午在家吹冷氣, 聽Lara聊一聊, 怎麼在 #生活中培養國際觀 吧~
📍:2021.5.23 (日)
⏰:下午14:00~15:30
🏠:ZOOM 線上
💲:免費
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✅報名表單 (請務必填報名表, 講座連結會透過email發送)
https://yeslara.com/2021報名表
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*這張照片是今天早上跟家人去河堤騎腳踏車時拍的。
我們的家-台灣很美, 我們一起守護🥰
出門口罩戴好, 到空曠無人的地方是相對安全的,
無論大人孩子都需要新鮮的空氣、適當釋放壓力
致冷晶片效率 在 有關"致冷片"相關問題 - Mobile01 的推薦與評價
(PS:可以去殺肉場買廢棄冰箱的散熱排,便宜,高效能,但是美觀上就....) 不過製冷片轉換效率跟擲硬幣的機率差不多的說 另外如果想用CPU Cooler 來做散熱, ... ... <看更多>
致冷晶片效率 在 佑來了- **黑科技-致冷晶片**... | Facebook 的推薦與評價
致冷片 比較適合在小地方,以效率壓縮機還是比較好。 2 yrs Report. ... <看更多>
致冷晶片效率 在 [閒聊] 致冷晶片完全是個坑,電費驚人- 看板Aquarium 的推薦與評價
實驗水量5L
自己DIY了一個外掛致冷,功率是150w的致冷片
變壓器是筆電的dell 200w變壓器
用舊電腦的銅製塔式散熱器
風扇用了兩個12v 5w的高轉速風扇,一吹一排
散熱膏使用鑽石導熱膏
冷面使用北橋晶片拆下來的鋁製片
確定夾得非常緊之後測試,冷面幾秒鐘就結霜了
但熱面更驚人,大量熱風
我估計效率不到50%,從魚缸抽100卡熱量,後面會排300卡熱量,還不算變壓器跟魚缸設
備發熱
室內只要沒有排風出去很快就無法壓下溫度(魚缸同時也不斷在吸收室內溫度)
結果就是整個系統以最高負載24小時運轉
算進變壓損失,整個系統滿載200w差不多
5~10坪用變頻冷氣的低頻差不多也是200w...
乾脆開冷氣...
當然,室內通風良好可以把室溫壓在30度內致冷系統可以到四度溫差是可以,只是會不會
一直維持滿載運轉就不知道了,變壓器會發熱,致冷片也發熱
要從魚缸抽3分冷,系統排出的熱可能要7分了
買台壓縮機的冷水機不必一直運轉,未來也能轉手
長久來看致冷除了入手價格低之外,優點太少
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