冷板SSD針對液冷服務器
液冷技術正逐漸成為主流,對于滿足云計算的需求(如人工智能算力支撐)至關重要。這項技術不僅適用于中央處理器、圖形處理器和人工智能加速器,同樣也適用于從動態(tài)隨機存取存儲器到固態(tài)硬盤的各類輔助組件。
Solidigm 推出的 E1.S 規(guī)格 D7-PS1010 固態(tài)硬盤(見圖 1),內置冷板結構,可將硬盤產生的熱量傳導至液冷系統(tǒng),這類方案也被稱為液流型散熱(LFT)。相比對流 / 風冷方案(即氣流型散熱(AFT)),該固態(tài)硬盤可在更高溫度下保持更快運行速度與更大存儲容量。目前,氣流型與液流型散熱方案均已應用于數(shù)據(jù)中心及加固型嵌入式系統(tǒng)。

1. Solidigm D7-PS1010 是一款符合 9.5 毫米 E1.S 標準規(guī)格的固態(tài)硬盤。
液冷環(huán)境下的冷板與導熱原理
浸沒式冷卻系統(tǒng)(又稱液流型散熱),是直接將設備浸沒在冷卻液中實現(xiàn)散熱。這種方案散熱效率較高,但需要專用的設備設計與密封防護結構。不過,這并非當前大多數(shù)液冷系統(tǒng)采用的主流方案。目前主流液冷系統(tǒng)實際采用的是傳導冷卻方式,核心部件是冷板 —— 本質上是一塊金屬散熱器或均熱板,與液冷系統(tǒng)直接相連。這種散熱方式在提及中央處理器和圖形處理器散熱時,通常被稱為芯片直冷技術。
在中央處理器與圖形處理器的芯片直冷方案中,設備會配備集成冷卻液腔的散熱器,通常設有一個冷卻液輸入口和一個輸出口,保障冷卻液在系統(tǒng)內循環(huán)流動。部分場景下會采用菊花鏈方式連接多個冷板,并在循環(huán)鏈路的某個節(jié)點接入熱交換器,實現(xiàn)熱量的轉移導出。這類熱交換器大多為風冷結構,且通常安裝在遠離發(fā)熱設備的位置。除非系統(tǒng)停機,否則熱交換器一般不支持拆卸。
冷板散熱系統(tǒng)通常應用于支持板卡或模塊熱插拔的設備中,冷卻液會在安裝板卡 / 模塊的機箱內部循環(huán)。冷卻液不會與任何板卡或模塊直接接觸,而是在板卡 / 模塊至少一個邊緣安裝冷板,通過冷板與機箱內對應結構貼合,實現(xiàn)熱量傳遞:設備產生的熱量先通過冷板傳導至冷卻液,再由冷卻液將熱量輸送至外部冷卻系統(tǒng)。
一款可拆式冷板式固態(tài)硬盤
Solidigm 推出的 D7-PS1010 固態(tài)硬盤支持熱插拔,屬于液流型散熱方案,其搭載的彈簧加載式冷板符合 9.5 毫米 E1.S 標準(見圖 2),專為液冷機箱設計。該硬盤采用 PCIe 5.0 x4 接口,存儲容量超過 15TB,同時也提供 15 毫米 U.2 規(guī)格型號。

2. 配備彈簧加載式冷板的 D7-PS1010 固態(tài)硬盤,可實現(xiàn)硬盤模組雙面散熱。
這款固態(tài)硬盤采用 176 層 TLC 3D NAND 閃存顆粒,順序讀取帶寬可達 14500MB/s,順序寫入帶寬為 4100MB/s;讀取延遲穩(wěn)定在 60μs,寫入延遲為 7-8μs,平均無故障工作時間(MTBF)達 250 萬小時。
其中 SE 型號的每日全盤寫入次數(shù)(DWPD)為 1.0,以 15.36TB 容量版本為例,在 5 年使用周期內,最大總寫入數(shù)據(jù)量(PBW)可達 28PB。
冷板式固態(tài)硬盤對人工智能領域的影響
氣流型散熱曾是數(shù)據(jù)中心的主流方案,但隨著高功耗高密度芯片的需求攀升,液流型散熱方案正快速普及。尤其是人工智能應用的爆發(fā)式增長,催生了大批新建數(shù)據(jù)中心以支撐相關算力需求,這進一步推動了液流型散熱的落地應用。
冷板式固態(tài)硬盤的推出,與中央處理器、圖形處理器、人工智能加速器、智能網(wǎng)卡(SmartNIC)以及數(shù)據(jù)處理器(DPU)的液冷化趨勢相契合。當前芯片設計正采用芯粒等技術,在更小的封裝尺寸內集成更強的計算與存儲能力,這也導致芯片的體積更大、發(fā)熱量更高。











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