功耗1400W的NVIDIA Blackwell Ultra，也能有芯片液冷的黑科技

在正在進(jìn)行的ODC2025大會(huì)上，F(xiàn)rore Systems展示了一套用于NVIDIA 1400W Blackwell Ultra的芯片直冷式液冷3D冷板解決方案。通過(guò)芯片級(jí)別的3D短環(huán)射流通道微結(jié)構(gòu)，將液冷通過(guò)GPU，從而實(shí)現(xiàn)高效散熱。散熱密度達(dá)到驚人的600W/cm2，并相對(duì)傳統(tǒng)冷板，將壓力損失降低四倍。

這套名為L(zhǎng)iquidJet的方案與此前AirJet原理接近，AirJet通過(guò)芯片內(nèi)部MEMS膜片以超聲波頻率震動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)大吸力吸入空氣并使其飽含熱量，隨后通過(guò)排氣口將熱量排出設(shè)備的解決方案使用類(lèi)似的原理。Frore Systems AirJet系列固態(tài)散熱芯片已經(jīng)開(kāi)始廣泛在筆記本、手機(jī)、miniPC、企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)逐步推廣，追求在更小空間內(nèi)獲得高效散熱的目標(biāo)。

回到Frore Systems LiquidJet液冷方案，這套方案已經(jīng)能夠很好的適配N(xiāo)VIDIA Rubin、Rubin Ultra，以及下一代GPU Feynman，總共里達(dá)到4400W。這意味著這套基于固態(tài)散熱芯片+液冷的方案，已經(jīng)給未來(lái)幾年的千瓦級(jí)AI GPU散熱做好了準(zhǔn)備。

由于GPU大規(guī)模并行處理和高密度特性，現(xiàn)代AI GPU的功耗極高，OEM廠(chǎng)商開(kāi)始優(yōu)先考慮液體冷卻方案。但傳統(tǒng)銅制冷卻板有相對(duì)較長(zhǎng)的二維微通道，橫截面積小，由高純度銅塊通過(guò)CNC加工和切削而成。一旦這些微通道過(guò)長(zhǎng)，液體就必須流經(jīng)更遠(yuǎn)的距離，液體摩擦力增大，導(dǎo)致液壓阻力降低，從而影響性能。

用上了半導(dǎo)體制程的Frore Systems LiquidJet液冷方案能夠很好的解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)芯片級(jí)別的3D短環(huán)射流通道微結(jié)構(gòu)縮減了距離，降低了液體阻力，也進(jìn)一步獲得了更好的散熱效能。

Frore Systems LiquidJet水冷散熱包含了大量半導(dǎo)體設(shè)計(jì)，包括晶圓蝕刻、鍵合，從而制造出3D短環(huán)射流通道微結(jié)構(gòu)。這套微結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)特定處理器熱點(diǎn)圖進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而提升散熱性能和效率，缺點(diǎn)是相比傳統(tǒng)銅塊CNC的方案成本要更高，要知道Frore Systems LiquidJet可是微米級(jí)別的液冷散熱方案。

從官方數(shù)據(jù)來(lái)看，LiquidJet可以在40℃入口溫度下保持600W/cm2的熱點(diǎn)密度，是標(biāo)準(zhǔn)液冷板的2倍，同時(shí)LiquidJet的每個(gè)通道在更高流速下獲得50%的散熱量，壓力損失降低了四倍，從0.94psi下降到了0.24psi。LiquidJet在滿(mǎn)載狀態(tài)下能夠很好的降低Blackwell Ultra GPU，并且在設(shè)計(jì)上與現(xiàn)有的熱板結(jié)構(gòu)兼容。

同時(shí)，LiquidJet的設(shè)計(jì)還具有擴(kuò)展性，通過(guò)不斷增加散熱模組，可以實(shí)現(xiàn)1800W的Rubin GPU，3600W的Rubin Ultra GPU，以及4400W的Feynman GPU。由于散熱方案的靈活性，LiquidJet可以幫助GPU長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定頻率，也進(jìn)而提升電力適用效率，降低TCO總體成本。

“LiquidJet 獨(dú)特的 3D 架構(gòu)，配合定制化短回路噴射通道微結(jié)構(gòu)，為冷板熱性能樹(shù)立了新標(biāo)桿，”Frore Systems 首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Seshu Madhavapeddy表示?！罢?AirJet 重新定義了消費(fèi)類(lèi)和邊緣設(shè)備的主動(dòng)冷卻技術(shù)一樣，LiquidJet 將冷板轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦颉斯ぶ悄芄S(chǎng)’的未來(lái)就緒平臺(tái)?！?/p>

根據(jù)預(yù)測(cè)，人工智能加速器功耗和散熱將在不到的十年的時(shí)間內(nèi)提升10倍，因此諸如Chiplet小芯粒，更高的HBM堆棧，以及眼前的全新冷卻方法。顯然高度定制化的LiquidJet有機(jī)會(huì)幫助數(shù)據(jù)中心解決更多問(wèn)題。