Molex莫仕发布新一代数据中心冷却解决方案中I/O模块的热管理挑战和机遇报告

• 随着市场对更快数据传输速率需求的不断增加，相应的光I/O模块的功耗也随之增加，这使传统的强制风冷系统逐渐达到其运行极限

• 改用224 Gbps PAM-4互连技术会使功率密度提高近4倍，从而增加了热管理的成本和复杂性

• 先进的液体冷却解决方案和新型下拉式散热器(DDHS)技术体现了服务器和光模块热管理领域取得的进步

伊利诺伊州莱尔 – 2024年6月14日 – 作为全球电子行业的领导者和连接方案的创新者，Molex莫仕发布了一份报告，深入探讨了在热管理方面存在的误区和各种可能性，以及数据中心架构师和运营商如何努力满足市场对高速数据吞吐量的需求，消除不断增加的功率密度带来的影响以及满足关键服务器和互连系统散热需求。

Molex莫仕的I/O模块热管理解决方案深度报告探讨了传统散热技术的热特性和热管理方法的局限性，以及服务器和光模块冷却方面的创新技术。该报告旨在通过讨论来更好地支持112G和224G连接。

Molex莫仕赋能性解决方案集团副总裁兼总经理Doug Busch表示说：“随着市场对更快、更高效的数据处理和存储需求的持续快速增长，业界采用了高性能服务器和系统来普及生成式AI应用程序并支持从112 Gbps PAM-4到224 Gbps PAM-4的过渡。然而，高性能服务器和系统会产生更多的热量。为了优化下一代数据中心内的空气流动和热管理方式，Molex莫仕正在推动光连接器件和光模块的整合，并采用新的冷却技术。此外，Molex莫仕还在铜缆、光缆以及电源管理系列产品方面进行创新，以帮助客户提高系统冷却能力并提高下一代数据中心的能源效率。”

向 224 Gbps PAM-4速率的转变彰显了创新型液体冷却技术的重要性

服务器和网络基础设施之间向224 Gbps PAM-4互连速率的转变，意味着每个通道的数据速率增加了一倍。伴随而来的是功耗的飙升，仅光模块在远距离相干链路上的功耗就高达40瓦，而几年前仅为12瓦，功率密度增加了近4倍。

在这份内容丰富的报告中，Molex莫仕探讨了最新风冷技术，以及如何在现有外形尺寸设备中采用创新型液体冷却解决方案，以解决I/O模块日益增长的功耗和散热问题。该报告讨论了直接作用到芯片上的冷板液冷、浸没式冷却以及无源元件和增强主动冷却方面的作用。该报告还描述了能够有效满足芯片和I/O模块的散热需要的冷却方法，而这些芯片和I/O模块会大范围普及。

为了应对在冷却可插拔式I/O模块方面的持续挑战，Molex莫仕推出了一种称为整合式浮动基座的液体冷却解决方案。在这种方案中，与模块接触的每个基座都是弹簧加载的，可以独立移动，从而允许将单个冷板贴合到不同的1xN和2xN单排和堆叠笼罩配置上。例如，该1x6 QSFP-DD模块解决方案采用6个独立移动的基座，可以适应不同的端口堆栈高度，同时确保无缝的热接触。因此，热量通过最短的传导路径直接从产生热量的模块流向基座，以减少热阻并增加传热效率。

此外，Molex莫仕报告概述了与浸没式冷却相关的固有成本和风险，浸没式冷却提供高效的热冷却，每个机架的热冷却功率超过50千瓦，但缺点是需要对数据中心的架构进行全面检修。

Molex莫仕下拉式散热器(DDHS)技术

除了液冷外，Molex的I/O模块热管理解决方案深度报告详细介绍了针对模块设计和热特征的先进热管理方法，这些方法有望改变高速网络互连的性能。具体到I/O，新型冷却方案可以集成到服务器和交换机中，以便在不影响可靠性的前提下实现更高水平的散热。该报告描述了一种创新型Molex莫仕下拉式散热器(DDHS)解决方案，该解决方案可提高传统骑乘式散热器的传热能力，同时减少金属之间的接触，以避免对部件造成磨损的可能。

Molex莫仕采用DDHS技术取代了当前的骑乘式散热器，该解决方案避免了光模块和热界面材料(TIM)之间的直接接触，从而可进行更简单耐用的散热设置，这种设置不会产生摩擦或对TIM的刺伤。采用Molex莫仕的DDHS可以成功布置热界面材料，允许对模块进行100次插拔操作。这种可靠的热管理解决方案适用于标准模块和机架设备，同时可有效地冷却大功率模块并提高整体功效。

光模块冷却的未来

作为开放计算项目(OCP)及其冷却环境项目的积极参与者，Molex莫仕正在与其他行业领导者合作开发下一代冷却技术，以满足当今最严苛的数据中心环境中不断变化的热管理需求。