开盖封装换算力,这笔账划算吗?

来源:半导纵横发布时间:2026-08-06 11:30
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数据中心用降温换降本。

Frore Systems上周发布白皮书,声称其LiquidJet冷板可使Nvidia Rubin GPU结温降低6-12°C,每瓦Token生成效率提升10%-25%。

白皮书还提出更激进的方案——开盖Rubin封装可降温最多20°C,每瓦Token提升达35%。

但需要明确前提:这份白皮书基于解析热模型推演,而非实验测试数据。 以下是其中值得关注的技术内容与需要保持审慎的部分。

热阻模型:从“散热”到“赚钱”的逻辑链

白皮书的核心框架并不新鲜——热阻方程Tj = Tinlet + Q × Rtotal,即结温由冷却液入口温度、芯片功耗和总热阻共同决定。Frore的创新点在于把这个方程延伸到了经济层面:每降低一层热阻,结温下降,漏电流减少,GPU可以在更高频率下运行而不触发DVFS降频,Token产出随之增加。

结温每升高10°C,漏电流功耗约翻倍,而晶体管开关功耗同期仅增约2%——这意味着即使GPU没有触及热降频阈值,降低运行温度也能改善效率。Nvidia将Rubin设计在Tj(max)为95°C运行,功耗最高2400W,通常先触及功耗限而非热限,因此结温每降几度确实有边际收益。

问题在于收益的具体数字——10%-25%的每瓦Token提升——来自Frore自己的热阻估算模型,而非第三方实测或Nvidia官方数据。

半导体蚀刻造冷板

传统数据中心冷板多采用刨削工艺(skiving),在铜块内部加工长直微通道。Frore转而使用半导体制造中的蚀刻与键合技术,构建三维铜微结构,围绕芯片热点布局短微通道和多级冷却阶段。

这种做法的工艺门槛和成本结构与传统冷板不同,用半导体级工艺造散热器,能否在数据中心大规模部署中实现经济性,白皮书没有充分论证。

Frore还提到LiquidJet在Rubin上的效率高于Blackwell,归因于前者晶体管密度更高、热点更集中。这一说法合理,但同样基于模型推算。

开盖Rubin:35%收益背后的风险账

白皮书最激进的主张是开盖(delidding)——移除IHS集成散热盖和石墨烯TIM,直接暴露裸片。据模型估算,开盖可将结温降低最多20°C,每瓦Token提升达35%。

从热物理角度看,移除IHS和TIM确实能消除一层热阻,降温幅度可观。但代价不容忽视:

  • 机械可靠性:Rubin采用台积电CoWoS-L封装,两颗裸片通过桥接结构连接。移除IHS后桥接更脆弱——Hopper时代已有GPU在搭配某些液冷方案时发生裸片开裂的先例。

  • 接触压力:多个暴露裸片上的均匀接触压力控制比单体处理器困难得多。

  • TIM替代方案:开盖后需用PTM7950等相变材料替代液态铟金属TIM。Frore声称开盖+PTM7950的总热阻仍低于带盖+液态金属,结温优势可达14°C。这一结论同样基于模型。

Frore透露已有超大规模云服务商在探索开盖Rubin部署。如果属实,说明至少部分云服务商认为Token 产出增量足以覆盖可靠性和运维风险——但也意味着这不是一个可以普遍推广的方案。

制冷经济学:COP盈亏平衡点的下移

白皮书中提到:更高效的冷板会改变机械制冷的经济性门槛。

Nvidia将Rubin设计为冷却液入口温度45°C下运行,许多AI数据中心可完全依赖自然冷却。进一步降低冷却液温度能提升GPU效率,但制冷机能耗是否被Token增量抵消取决于COP(性能系数)。

Frore测算:传统刨削冷板需要制冷机COP达到约6.7才能让更低冷却液温度带来净收益;LiquidJet将盈亏平衡COP降至约4.1。这意味着在更多气候条件和部署场景下,主动制冷从“不划算”变为“划算”。

这一分析框架——把冷板效率与制冷机COP挂钩——对数据中心运维决策有参考价值,即使LiquidJet的具体数值仍待验证。

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