如何冷却1000W的CPU？

英特尔正在测试一种新方法，以应对其高耗电芯片不断增长的发热量。在最近的 Foundry Direct Connect 活动上，该公司展示了一种实验性的封装级水冷解决方案，旨在更高效地冷却 CPU。英特尔拥有 LGA（平面栅格阵列）和 BGA（球栅阵列）两种 CPU 的工作原型，并使用英特尔酷睿 Ultra和至强服务器处理器进行了演示。该冷却解决方案并非将冷却液直接喷洒在硅片上，而是在封装顶部放置一个专门设计的紧凑型冷却块，其特征是铜制微通道，可精确引导冷却液流动。这些通道可进行优化，以针对硅片上的特定热点，从而有可能在最关键的部位改善散热效果。英特尔声称，该系统使用标准液体冷却液即可耗散高达 1000 瓦的热量。这种热负荷对于消费级 CPU 来说并不常见，但对于高端 AI（人工智能）工作负载、HPC（高性能计算）和工作站应用来说可能意义重大。据称，该冷却组件还采用了焊料或液态金属TIM（热界面材料），其接触性能比基于聚合物的TIM更好。英特尔表示，与安装在无盖裸片上的传统液体冷却器相比，该解决方案可将热性能提高15%至20%。值得注意的是，英特尔的方法并非仅仅是实验室实验。据报道，该公司多年来一直在研究这项技术。随着现代芯片设计对散热需求的不断增长，英特尔目前正在探索如何生产该系统以供实际部署。在英特尔不断完善其原型的同时，发烧友社区也已开始尝试类似的概念。YouTuber octppus最近改装了英特尔酷睿 i9-14900KS 的散热器，将其加工成一个可运行的微型水冷头。该改装件在 IHS（集成式散热器）上雕刻了内部通道，并用丙烯酸树脂密封，在某种程度上以 DIY 的方式体现了英特尔的概念。英特尔尚未确认这种冷却方式何时或是否会应用于主流产品，但此次演示对于 CPU 散热设计至关重要。随着功耗和封装密度的增加，直接冷却在未来可能会成为专业级和发烧级硬件的必需品。英特尔代工厂热性能，包括 TIM 选项和封装内液体冷却英特尔展示了其功能、描述芯片热点以及围绕该热点设计热解决方案的能力。
对于业内人士来说，这可能一开始没有意义，但看看未来的设计，在不同的工艺节点上可能会有不同类型的tiles并执行不同的功能，有些区域比其他区域更热是有道理的，特别是因为每个tiles都可以与周围的tiles相互作用。
目前，英特尔代工厂拥有多种热界面材料。“新型TIM”听起来像是液态金属。某些类型的TIM更适合不同的应用，因此存在不同的选择也是合情合理的。
其中一个比较有趣的展示是直接在处理器封装中添加液冷技术。这里我们可以看到横截面的演示。Intle 这里有一个例子，上面有用于冷却液体和加热液体的开口。
这是另一个角度。
英特尔还展出了其他套件及其测试装置。
其中一个挑战是将冷却器及其通道放入现有的封装空间中。
这里我们可以看到另一种更大芯片的设计。如果你在如今的液冷服务器设计中使用过冷却板，你就会注意到它们的体积要小得多。英特尔表示，将冷却块封装在处理器上效率更高，因为与传统芯片相比，需要经过的层数更少，传统芯片的盖子和芯片之间可以有 TIM，而盖子和冷却板之间可以有更多的 TIM。英特尔代工 2025 大会上展示的更多是演示设备。我们也听到了一些关于英特尔未来芯片测试的消息。目前的设计很巧妙，但随着我们转向 2kW 和 3kW 的加速器，甚至内部结构也需要改变。很多人在听到芯片代工厂时不会想到这一点，但这或许是有道理的，因为如果代工厂能够提供散热设计，芯片设计团队在找到可行的解决方案之前需要解决的障碍就会少一些。当然，这也更多地侧重于封装冷却解决方案。我们听到一些公司谈论未来液体可能需要进入芯片封装本身，而不仅仅是顶部表面，这也是未来需要一支热工程师团队来设计封装内液冷块的另一个原因。https://www.tomshardware.com/pc-components/cooling/intel-experimenting-with-direct-liquid-cooling-for-up-to-1000w-cpus-package-level-approach-maximizes-performance-reduces-size-and-complexity