隨著市場對更快數據傳輸速率需求的不斷增加，相應的光模塊的功耗也隨之增加，這使傳統的強制風冷系統逐漸達到其運行極限；

改用224 Gbps PAM-4互連技術會使功率密度提高近4倍，從而增加了熱管理的成本和復雜性；

先進的液體冷卻解決方案和新型下拉式散熱器（DDHS）技術體現了服務器和光模塊熱管理領域取得的進步。

作為全球電子行業的領導者和連接方案的創新者，Molex莫仕發布了一份報告，深入探討了在熱管理方面存在的誤區和各種可能性，以及數據中心架構師和運營商如何努力滿足市場對高速數據吞吐量的需求，消除不斷增加的功率密度帶來的影響以及滿足關鍵服務器和互連系統散熱需求。

Molex莫仕的《I/O光模塊熱管理解決方案深度報告》探討了傳統散熱技術的熱特性和熱管理方法的局限性，以及服務器和光模塊冷卻方面的創新技術。該報告旨在通過討論來更好地支持112G和224G連接。

Molex賦能性解決方案集團副總裁兼總經理道格·布希（Doug Busch）表示說：

“隨著市場對更快、更高效的數據處理和存儲需求的持續快速增長，業界采用了高性能服務器和系統來普及生成式AI應用程序并支持從112 Gbps PAM-4到224 Gbps PAM-4的過渡。然而，高性能服務器和系統會產生更多的熱量。”

為了優化下一代數據中心內的空氣流動和熱管理方式，Molex正在推動光I/O連接器件和光模塊的整合，并采用新的冷卻技術。此外，Molex還在銅纜、光纜以及電源管理系列產品方面進行創新，以幫助客戶提高系統冷卻能力并提高下一代數據中心的能源效率。

向224Gbps PAM-4速率的轉變彰顯了創新型液體冷卻技術的重要性

服務器和網絡基礎設施之間向224 Gbps PAM-4互連速率的轉變，意味著每個通道的數據速率增加了一倍。伴隨而來的是功耗的飆升，僅光模塊在遠距離相干鏈路上的功耗就高達40瓦，而幾年前僅為12瓦，功率密度增加了近4倍。

在這份內容豐富的報告中，Molex探討了最新風冷技術，以及如何在現有外形尺寸設備中采用創新型液體冷卻解決方案，以解決I/O光模塊日益增長的功耗和散熱問題。該報告討論了直接作用到芯片上的冷板液冷、浸沒式冷卻以及無源元件和增強主動冷卻方面的作用。該報告還描述了能夠最有效滿足芯片和I/O光模塊的散熱需要的冷卻方法，而這些芯片和I/O光模塊會大范圍普及。

為了應對在冷卻可插拔式I/O光模塊方面的持續挑戰，Molex推出了一種稱為整合式浮動基座的液體冷卻解決方案。在這種方案中，與模塊接觸的每個基座都是彈簧加載的，可以獨立移動，從而允許將單個冷板貼合到不同的1xN和2xN單排和堆疊籠罩配置上。例如，該1x6 QSFP-DD模塊解決方案采用6個獨立移動的基座，可以適應不同的端口堆棧高度，同時確保無縫的熱接觸。因此，熱量通過最短的傳導路徑直接從產生熱量的模塊流向基座，以最小化熱阻并最大化傳熱效率。

此外，Molex報告概述了與浸沒式冷卻相關的固有成本和風險，浸沒式冷卻提供高效的熱冷卻，每個機架的熱冷卻功率超過50千瓦，但缺點是需要對數據中心的架構進行全面檢修。

Molex下拉式散熱器（DDHS）技術

除了液冷外，Molex的I/O光模塊熱管理解決方案深度報告詳細介紹了針對模塊設計和熱特征的先進熱管理方法，這些方法有望改變高速網絡互連的性能。具體到I/O，新型冷卻方案可以集成到服務器和交換機中，以便在不影響可靠性的前提下實現更高水平的散熱。

該報告描述了一種創新型Molex下拉式散熱器（DDHS）解決方案，該解決方案可最大限度地提高傳統騎乘式散熱器（riding heat sink）的傳熱能力，同時最大限度地減少金屬之間的接觸，以避免對部件造成磨損的可能。

Molex莫仕采用DDHS技術取代了當前的騎乘式散熱器，該解決方案避免了光模塊和熱界面材料（TIM）之間的直接接觸，從而可進行更簡單耐用的散熱設置，這種設置不會產生摩擦或對TIM的刺傷。采用Molex的DDHS可以成功布置熱界面材料，允許對模塊進行100次插拔操作。這種可靠的熱管理解決方案適用于標準模塊和機架設備，同時可有效地冷卻大功率模塊并提高整體功效。

光模塊冷卻的未來

作為開放計算項目(OCP)及其冷卻環境項目的積極參與者，Molex正在與其他行業領導者合作開發下一代冷卻技術，以滿足當今最嚴苛的數據中心環境中不斷變化的熱管理需求。

審核編輯：彭菁