Aliuminis tapo dirbtinio intelekto aparatūros struktūriniu ir terminiu pagrindu. Nuo šilumos šalintuvų, kurie palaiko greitintuvų grupes savo šilumos biudžete, iki lengvų rėmų, perkeliančių stelažus į modulines duomenų sales, šis metalas sujungia šilumos laidumą, mažą tankį ir perdirbamumą taip, kaip gali prilygti kelios inžinerinės medžiagos. Šiame vadove paaiškinama, kur dirbtinio intelekto sistemose naudojamas aliuminis, kurie lydiniai paprastai nurodomi, ir kaip projektavimo komandos turėtų pasverti kompromisus prieš išleisdamos brėžinį.
Kodėl aliuminis tinka dirbtinio intelekto aparatūros ir duomenų centrams
Dirbtinio intelekto darbo krūviai sutelkia didžiulę skaičiavimo galią į labai mažą paketą, todėl kiekvienas atraminės konstrukcijos kilogramas ir kiekvienas sandūros temperatūros laipsnis yra svarbūs. Aliuminis vienu metu atsako į abu apribojimus.
Gryno metalo šilumos laidumas yra maždaug 237 W/(m·K), todėl šiluma greitai pasklinda nuo tankių drožlių pakuočių.
Tankis beveik 2,70 g/cm³, maždaug trečdalis plieno tankio, todėl sumažėja pakeltų grindų ir stelažų rėmų apkrova.
Savaime{0}}gyjanti paviršiaus oksido plėvelė, užtikrinanti patikimą atsparumą korozijai drėgnoje, nuolat veikiančioje serverio aplinkoje.
Puikus formavimas ekstruzijos, ritininio formavimo, šlifavimo ir tikslaus apdirbimo gaubtų ir laikiklių apdirbimui.
Visiškas perdirbimas neprarandant inžinerinės kokybės, o tai palaiko žiedinių pirkimų politiką dideliems diegimams.
AI serverių ir greitintuvų terminis valdymas
Šilumos kriauklės, šaldymo plokštės ir garų kamerų apvalkalai yra didžiausias aliuminio panaudojimas dirbtinio intelekto įrangoje. 6063 lydinio ekstruziniai profiliai yra standartinis oru-aušinamų greitintuvo kortelių pasirinkimas, nes jų maždaug 200 W/(m·K) šilumos laidumas yra suporuotas su ekstruzijos leistinomis nuokrypomis, kurios palaiko vienodą pelekų storį ir žingsnį per visą profilio ilgį. Ten, kur galios tankis viršija orą, kurį gali pašalinti, 3003 ir 6061 apdirbtos arba nulenktos šaltos plokštės skystas aušinimo skystis teka tiesiai ant štampo srities.
Paviršiaus apdorojimas taip pat keičia našumą. Skaidrus arba juodas anoduotas sluoksnis padidina paviršiaus spinduliuotę iki 0,8, todėl nemaža dalis šilumos palieka komponentą radiacijos ir konvekcijos būdu, o tas pats oksido sluoksnis apsaugo pelekus nuo naudojimo pažeidimų ir kondensacijos. Jungčių konstrukcija yra tokia pat svarbi: šiluminės sąsajos medžiaga tarp štampo, dangčio ir aušintuvo nulemia, ar metalo tūrinis laidumas iš tikrųjų gali būti panaudotas.
Lydinio pasirinkimas dirbtinio intelekto infrastruktūrai
Toliau pateiktoje lentelėje pateikiami AI serverio, duomenų centro ir robotų aparatinės įrangos dažniausiai nurodomi pažymiai, remiantis tipinėmis paskelbtomis nuosavybės vertėmis. Galutinis pasirinkimas visada priklauso nuo mechaninės apkrovos atvejo, sujungimo būdo ir reikiamos paviršiaus apdailos.
| Lydinys | Tipiškas temperamentas | Šilumos laidumas (W/m·K) | Tipiška AI programa |
|---|---|---|---|
| 1050A / 1060 | H24 | 231–234 | Šynos, ekranavimo plokštės, šilumos skirstytuvai |
| 3003 | H14 | apie 180 | Skystos šaldymo plokštės, lituoti aušinimo kanalai |
| 5052 | H32 | apie 138 | Važiuoklės plokštės, stelažų apvalkalai, druskai{0}}atsparūs orui korpusai |
| 6061 | T6 | apie 167 | Mechaniškai apdoroti gaubtai, laikikliai, šalto plokščių korpusai |
| 6063 | T5 | apie 200 | Presuoti šilumos kriauklės profiliai ir stovo sijos |
Korpusai, EMC ekranavimas ir robotika
Aliuminio korpusai apsaugo jautrius greitintuvus ir tinklo plokštes nuo elektromagnetinių trukdžių, kartu veikia kaip mechaninė ir šiluminė sąsaja. Laidžiosios konversijos dangos ir tarpiklių kanalai naudojami kartu, kad sandarus korpusas vis tiek atitiktų brėžinyje nurodytą apsaugos nuo patekimo klasę, paprastai IP54 ant stovo montuojamai įrangai ir IP65 kraštinėms spintelėms dulkėtose arba drėgnose vietose pagal IEC 60529.
Dirbant AI-varomoje robotikoje ir dronuose, 6061-T6 ir 7075-T6 stiprumo-svorio -svoris užtikrina mažą judėjimo masę, o tai tiesiogiai sumažina pavaros sukimo momentą ir akumuliatoriaus įkrovą. Aliuminis taip pat lengvai apdirbamas į vientisą galūnių ir rėmo geometriją, išsklaido šilumą iš įmontuotų išvadų procesorių ir gali būti anoduotas, kad slydimo paviršiai būtų atsparūs dilimui.
Tvarumas, perdirbimas ir tiekimas
Daugiau nei 75 procentai viso kada nors pagaminto aliuminio vis dar naudojami, o perlydant laužą reikia tik nedidelės energijos, reikalingos pirminiam lydymui, dalis. Dėl to aliuminis yra patraukli medžiaga operatoriams, valdontiems tūkstančius stelažų,-atsiėmimo ir atnaujinimo programoms: nebenaudojami aušintuvai, šynos ir važiuoklės plokštės vėl-patenka į lydalo srautą žinomos sudėties ir mažai prarandamos kokybės. Lengva konstrukcija padidina naudą sumažindama transporto išmetamų teršalų kiekį tiekimo grandinėje ir sumažindama pastatų viduje reikalingą konstrukcijų sutvirtinimą.
Apribojimai ir inžineriniai kompromisai{0}}
Lydymosi temperatūra beveik 660 laipsnių ir laipsniškas stiprumo praradimas virš maždaug 150 laipsnių riboja naudojimą karščiausiose pakuotės vietose, kur vis dar dominuoja vario arba keramikos tirpalai.
Norint išvengti oksidacijos ir kontroliuoti besiliejančių paviršių atsparumą sąlyčiui, paprastai reikalinga anodavimo arba konversijos danga.
Elektros laidumui reikia apgalvotos izoliacijos ir grandinės nešančių dalių projektavimo.
Tiesioginis sujungimas su variu drėgnomis sąlygomis sukelia galvaninės korozijos riziką, nebent jungtis būtų izoliuota arba padengta.
Aukšto-grynumo ir itin-plokščios klasės kainuoja brangiau, todėl storio ir lygumo leistinos nuokrypos turėtų būti nurodytos tik ten, kur to reikia šiluminiam modeliui.
Dažnai užduodami klausimai
K: Kodėl AI serverio aušintuvuose pirmenybė teikiama aliuminiui, o ne variui?
Aliuminis suteikia maždaug 60 procentų vario šilumos laidumo, esant maždaug 30 procentų tankio, o kilogramo kaina yra daug mažesnė, todėl jis yra geresnis pasirinkimas didelėms briaunotoms konstrukcijoms, kurių konstrukcijoje dominuoja svoris ir kaina.
K: Kuris aliuminio lydinys dažniausiai naudojamas ekstruziniams aušintuvo profiliams?
6063-T5 yra standartinis ekstruzijos lydinys, skirtas šilumos kriauklėms, nes jame geras šilumos laidumas derinamas su paviršiaus apdaila ir matmenų konsistencija, kurios reikia plonoms, glaudžiai išdėstytoms briaunoms.
K: Ar anodavimas sumažina aliuminio aušintuvo aušinimo efektyvumą?
Plonas oksido sluoksnis prideda nedidelę šiluminę varžą, bet padidina spinduliuotę iki 0,8, todėl gaubtuose, kur spinduliuotė yra šilumos kelio dalis, grynasis poveikis paprastai yra padidėjimas; storesnių dekoratyvinių dangų reikėtų vengti.
K: Kaip aliuminis pagerina AI duomenų centro konstrukciją?
Jo stiprumo -svorio ir -svorio santykis leidžia statyti modulines stelažo ir lubų konstrukcijas, atsparumas korozijai tinka drėgnoms salėms, o atspindėjimas padeda valdyti spinduliuojamą šilumą, o tai sumažina konstrukcijos sąnaudas, palyginti su sunkesnėmis medžiagomis.
Kl.: Ar AI aparatinėje įrangoje esantis aliuminis suderinamas su perdirbimo programomis?
Taip. Aušinimo kriauklės, šynos ir važiuoklės dalys, pagamintos iš įprastų 1xxx, 3xxx ir 6xxx lydinių, yra lengvai rūšiuojamos ir išlydomos, o perdirbimas sunaudoja tik dalį energijos, reikalingos pirminei gamybai.
Kl.: kas riboja aliuminio naudojimą didelio našumo{0}}AI lustuose?
Temperatūra ir stabilumas. Sujungimams ir pakavimui karščiausiuose regionuose reikia medžiagų, turinčių aukštesnę lydymosi temperatūrą ir didesnį atsparumą elektromigracijai, todėl aliuminis daugiausia naudojamas aplinkinėje šiluminėje ir konstrukcijoje.
