Blogue Aproximadamente Thermal Pad vs. Thermal Paste: Qual TIM é melhor para servidores de IA?

Almofada térmica versus pasta térmica: qual TIM é melhor para servidores de IA?

À medida que a computação de IA continua a evoluir, os servidores de IA estão se tornando mais poderosos e exigentes em termos térmicos. GPUs, CPUs, aceleradores de IA, HBM e componentes de energia de alto desempenho geram calor significativo durante a operação contínua.

O gerenciamento térmico eficaz do servidor de IA é essencial para manter o desempenho, a estabilidade e a confiabilidade do sistema a longo prazo. Uma das principais decisões em design térmico é escolher o Material de Interface Térmica (TIM) correto, especialmente entre pastilhas térmicas e pasta térmica.

Então, quando se trata de almofada térmica versus pasta térmica, qual TIM é melhor para servidores de IA?

A resposta depende da lacuna da interface, dos requisitos térmicos, da estrutura mecânica, das necessidades de isolamento elétrico e do processo de montagem.

Almofada Térmica vs Pasta Térmica: Qual é a diferença?

Tanto as almofadas térmicas quanto a pasta térmica melhoram a transferência de calor entre os componentes geradores de calor e as estruturas de resfriamento, como dissipadores de calor ou placas frias. No entanto, eles diferem em forma, método de aplicação e casos de uso típicos.

O que é uma almofada térmica?

Uma almofada térmica é um TIM sólido pré-formado com espessura definida. Ele é colocado entre componentes eletrônicos e estruturas de resfriamento para preencher lacunas de ar e melhorar a transferência térmica.

As almofadas térmicas estão disponíveis em diferentes espessuras, níveis de condutividade térmica, durezas e propriedades elétricas. Eles são comumente usados ​​em torno de GPUs, CPUs, componentes de memória, VRMs, CIs de energia e outros dispositivos geradores de calor.

As principais vantagens incluem:

• Espessura controlada
• Preenchimento confiável de lacunas
• Fácil manuseio e instalação
• Não é necessário equipamento de distribuição
• Opções de isolamento elétrico
• Boa conformidade mecânica
• Desempenho de fabricação consistente

O que é pasta térmica?

A pasta térmica, também conhecida como pasta térmica, é um TIM fluido aplicado entre duas superfícies. Ele preenche irregularidades microscópicas da superfície e reduz as lacunas de ar entre os componentes e as estruturas de resfriamento.

A pasta térmica pode fornecer excelente desempenho térmico quando a interface é fina e o processo de distribuição é bem controlado. No entanto, o desempenho pode depender do volume de aplicação, da espessura da linha de colagem, da condição da superfície, da pressão de montagem e da estabilidade do material a longo prazo.

Almofada Térmica vs Pasta Térmica para Servidores AI

Não existe um TIM único que seja ideal para todas as aplicações de servidor de IA. A seleção deve ser baseada nos requisitos reais da interface.

Para interfaces com uma lacuna definida ou relativamente grande, as almofadas térmicas fornecem espessura controlada e preenchimento confiável de lacunas. Para interfaces muito finas entre superfícies próximas, a pasta térmica pode se adaptar perfeitamente às irregularidades microscópicas da superfície.

Por que o gerenciamento térmico do AI Server é desafiador

As plataformas de computação de IA continuam a aumentar a densidade computacional e o consumo de energia. Os servidores de IA modernos podem conter várias GPUs ou aceleradores de IA de alto desempenho operando sob cargas de trabalho pesadas.

O caminho térmico pode ser simplificado como:

Acelerador AI / GPU → TIM → Dissipador de calor ou placa fria → Sistema de resfriamento

Mesmo quando o sistema de refrigeração tem capacidade suficiente, o mau contato entre o componente e a estrutura de refrigeração pode aumentar a resistência térmica.

Portanto, a seleção do TIM não deve ser baseada apenas na condutividade térmica nominal. Os engenheiros também devem avaliar:

• Resistência térmica
• Lacuna de interface
• Espessura TIM
• Compressão
• Planicidade da superfície
• Isolamento elétrico
• Estresse mecânico
• Ciclismo térmico
• Confiabilidade a longo prazo
• Requisitos de fabricação

Almofadas térmicas para aplicações de GPU e acelerador de IA

GPUs e aceleradores de IA estão entre os componentes mais exigentes termicamente nos sistemas de computação modernos.

Uma almofada térmica para aplicações de servidor de GPU e IA pode ser particularmente útil quando a estrutura de resfriamento deve acomodar uma lacuna de interface definida ou tolerância de altura de componente.

Dependendo do projeto do sistema, as almofadas térmicas podem ser usadas em torno de:

• Pacotes de acelerador de GPU e IA
• Componentes HBM e memória
• VRM e MOSFET
• CIs de potência e reguladores de tensão
• Processadores de rede
• Componentes de comunicação de alta velocidade

Para essas aplicações, os engenheiros precisam equilibrar a condutividade térmica com suavidade, compressão, espessura e isolamento elétrico.

Um valor de condutividade térmica mais alto não significa automaticamente melhor desempenho do sistema se o TIM não puder preencher adequadamente a interface ou acomodar tolerâncias mecânicas.

Almofadas térmicas para CPU e componentes de alta potência

CPUs de servidor de alto desempenho também podem gerar calor substancial. O TIM entre o pacote da CPU e a estrutura de resfriamento deve minimizar a resistência térmica enquanto mantém um contato confiável durante a operação de longo prazo.

Dependendo da geometria da interface, almofada térmica, pasta térmica ou outro TIM especializado podem ser considerados.

A escolha correta deve ser baseada na lacuna real da interface, na estrutura mecânica e no projeto térmico, e não apenas na condutividade térmica.

Como escolher o TIM certo para gerenciamento térmico do servidor AI

Ao selecionar um TIM para um servidor de IA, vários fatores devem ser avaliados.

1. Condutividade Térmica e Resistência Térmica

A condutividade térmica indica a capacidade do material de transferir calor, mas não determina por si só o desempenho geral do sistema.

A resistência térmica fornece uma visão mais orientada para a aplicação da transferência de calor através de toda a interface. A espessura do TIM e as condições de contato devem, portanto, ser consideradas juntamente com a condutividade.

2. Espessura e lacuna da interface

O TIM deve corresponder à lacuna real entre o componente gerador de calor e a estrutura de refrigeração.

As almofadas térmicas são particularmente úteis quando é necessária uma espessura controlada e consistente.

3. Compressão e Propriedades Mecânicas

Uma almofada térmica macia e compressível pode ajudar a compensar as diferenças de altura dos componentes e as irregularidades da superfície, ao mesmo tempo que reduz o estresse mecânico excessivo.

4. Isolamento Elétrico

Alguns aplicativos de servidor de IA exigem isolamento elétrico. Uma almofada térmica eletricamente isolante pode fornecer transferência térmica e, ao mesmo tempo, ajudar a manter o isolamento elétrico entre componentes e estruturas de resfriamento.

5. Confiabilidade a longo prazo

Os servidores de IA podem operar continuamente sob altas cargas computacionais. A seleção do TIM deve, portanto, considerar o ciclo térmico, o envelhecimento, a estabilidade do material e o desempenho da interface a longo prazo.

Pasta térmica ou pasta térmica: qual escolher?

A escolha depende, em última análise, da interface.

Uma almofada térmica pode ser adequada quando a aplicação exigir:

• Espessura definida e consistente
• Preenchimento confiável de lacunas
• Conformidade mecânica
• Isolamento elétrico
• Fácil instalação
• Fabricação consistente

Uma pasta térmica pode ser adequada quando a aplicação exigir:

• Camadas de interface muito finas
• Excelente conformidade de superfície
• Superfícies estreitamente combinadas e relativamente planas
• Um processo de distribuição controlado

Em alguns projetos de servidores de IA, ambas as tecnologias podem ser utilizadas em locais diferentes de acordo com os requisitos térmicos e mecânicos de cada componente.

Portanto, a questão principal não é simplesmente “Almofada Térmica vs Pasta Térmica – o que é melhor?”

Isso é:

“Qual TIM é mais adequado para a interface térmica específica?”

Materiais de interface térmica ZIITEK para servidores de IA

A ZIITEK desenvolve e fabrica materiais de interface térmica (TIMs) para aplicações exigentes de gerenciamento térmico eletrônico.

Nossas soluções incluem almofadas térmicas, géis térmicos, pastas térmicas e soluções TIM personalizadas para servidores de IA, GPUs, CPUs, eletrônica de potência, equipamentos de telecomunicações e sistemas de computação de alto desempenho.

As soluções de almofadas térmicas ZIITEK estão disponíveis em diferentes níveis de condutividade térmica, espessuras, durezas e configurações para atender a diferentes requisitos de interface.

Para o gerenciamento térmico do servidor de IA, nossa abordagem considera a interface completa, em vez de apenas a condutividade térmica:

Desempenho Térmico + Espessura + Compressão + Isolamento Elétrico + Conformidade Mecânica + Confiabilidade

Precisa do TIM certo para o seu servidor de IA?

Escolher o TIM certo é uma parte importante do gerenciamento térmico do servidor de IA.

Se você estiver desenvolvendo um servidor de IA, GPU, CPU, acelerador de IA ou outro sistema eletrônico de alta potência, a ZIITEK pode ajudar a avaliar seus requisitos de interface térmica.

Forneça:

• Tipo de aplicativo e componente
• Lacuna de interface
• Espessura TIM necessária
• Área de contato
• Temperatura operacional
• Alvo de condutividade térmica
• Alvo de resistência térmica
• Requisitos de isolamento elétrico
• Uso anual estimado

Com base nas suas necessidades, a ZIITEK pode recomendar uma almofada térmica, pasta térmica, gel térmico ou solução TIM personalizada adequada.

ZIITEK — Materiais de interface térmica para servidores de IA, GPUs e computação de última geração.