英偉達(dá)超級AI芯片運(yùn)算提速30倍！如何加快散熱來滿足其算力需求呢？

今日早間，“一場屬于人工智能時代的盛會（The Conference for the era of AI）”在硅谷San Jose的麥克內(nèi)里會議中心開幕，時隔5年之后，英偉達(dá)的年度GTC大會再次回歸線下。隨著過去一年生成式AI站上C位，硬核GTC和皮衣黃仁勛當(dāng)下無疑已經(jīng)成為了整個硅谷的焦點(diǎn)。

英偉達(dá)在GTC（GPU Technology Conference）大會上發(fā)布了多項創(chuàng)新成果，包括搭載B200芯片的GB200 Grace Blackwell超級芯片系統(tǒng)、人形機(jī)器人基礎(chǔ)模型Project GR00T、計算平臺Jetson Thor等。這些技術(shù)能夠賦予機(jī)器人類人思考和反應(yīng)能力，提供高性能計算支持，并進(jìn)一步拓展機(jī)器人的應(yīng)用潛力。

本次發(fā)布的超級AI芯片相比英偉達(dá)自身產(chǎn)品也有巨大提升。B200擁有2080億個晶體管，而H100/H200有800億個晶體管，采用臺積電4NP工藝制程，可以支持多達(dá)10萬億個參數(shù)的AI大模型。GB200將兩個B200 Blackwell GPU與一個基于Arm的Grace CPU進(jìn)行配對。這些超級AI芯片的算力（或處理能力），大部分由它們的晶體管密度決定，而每個晶體管都會在電流通過時產(chǎn)生熱量，因此晶體管密度的提升帶來了熱量的提升，如何加快散熱，來滿足強(qiáng)大的算力需求呢？

目前行業(yè)內(nèi)，CPU/GPU芯片類散熱主要有風(fēng)冷和水冷兩種解決方案，相同規(guī)格功耗下，水冷散熱能力更強(qiáng)，但價格昂貴，多用于高端市場。風(fēng)冷散熱模組的工作原理為，CPU/GPU工作時產(chǎn)生的大量熱量傳遞給散熱器，導(dǎo)致散熱器升溫，在風(fēng)扇作用下散熱器與周圍空氣進(jìn)行熱傳遞，當(dāng)散熱器散發(fā)的熱量與CPU最大功耗時產(chǎn)生的熱量相等時，溫度達(dá)到平衡穩(wěn)定狀態(tài)。風(fēng)冷散熱模組主要包含三個組成部分：

1）熱管（Heat Pipes）或均熱板（Vapor Chamber）；

2）散熱鰭片（Fins）；

3）散熱風(fēng)扇或渦輪。

在散熱風(fēng)扇驅(qū)動這塊，一直是森國科的強(qiáng)項。森國科的G1297B芯片是一款單相直流無刷馬達(dá)驅(qū)動芯片，其通過PWM直接輸入模式高效控制直流無刷馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。G1297B芯片采用緊湊型SOP直角封裝，可適應(yīng)多樣化的現(xiàn)代設(shè)備，同時具備高性能、高集成度、高性價比等優(yōu)勢，實現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的低噪聲和均勻散熱，一定程度上延長使用壽命。

芯片相關(guān)參數(shù)

內(nèi)置霍爾傳感器

通過內(nèi)置霍爾，減少了外部所需元器件，簡化了外部電路，提升了芯片的可靠性，豐富了芯片的應(yīng)用場景，適應(yīng)小型化需求。

電源電壓電容在VCC與GND之間連接一電容，容值大于等于1.0μF的陶瓷電容，用以吸收高端續(xù)流時產(chǎn)生反沖電壓。

PWM 振蕩器輸出頻率

輸出PWM頻率由內(nèi)部時鐘電容值大小決定。其典型值為22kHz。

軟啟動時間

內(nèi)置 G1287B-S1馬達(dá)從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速的軟啟動時間，通過設(shè)置軟啟動時間來減小啟動電流，防止過沖電流損傷系統(tǒng)。

過溫保護(hù)（TSD)

G1287B-S1過溫保護(hù)功能。TSD有溫度滯回。

過溫保護(hù)和恢復(fù)

運(yùn)行過程中鎖定保護(hù)和自動重啟功能

當(dāng)馬達(dá)運(yùn)行過程中被鎖定時，G1297B-S1鎖定保護(hù)功能將輸出關(guān)斷。幾秒鐘后，自動重啟電路將重新驅(qū)動馬達(dá)。如果馬達(dá)依然鎖定，鎖定保護(hù)功能將繼續(xù)保持輸出關(guān)斷，直到鎖定解除。

過流保護(hù)（OCP)

流經(jīng)馬達(dá)線圈上的電流被內(nèi)置電流偵測器件偵測，通過偵測其大小來阻止其大于設(shè)定的電流限制值。電流限制值大小由芯片內(nèi)部限制電壓和內(nèi)部電流偵測器件決定。內(nèi)置電流限制典型值為1.6A。

換相軟切換功能

使用軟切換功能，如圖所示，從 out1 切換到 out2 過程中，out1 的輸出占空比逐漸減小至 關(guān)閉，再切換到 out2，其占空比逐漸增大至設(shè)定值，避免了切換過程中出現(xiàn)大的電流過沖， 保證了電機(jī)運(yùn)行中的平順性和降低噪聲。

軟切換過程

后續(xù)，森國科會根據(jù)不同的應(yīng)用需求，推出多款應(yīng)用方案，為合作客戶賦能。



審核編輯：劉清