Tecnologie per il raffreddamento di componenti elettronici

Abstract

Il presente elaborato si propone di esaminare l'evoluzione e lo stato dell'arte delle principali soluzioni tecnologiche impiegate per la gestione termica, in particolare applicate alle architetture di calcolo ad alte prestazioni legate all’Intelligenza Artificiale. L'analisi si svilupperà partendo dalle metodologie più consolidate a convezione forzata ad aria, valutandone i limiti termofisici, per poi muoversi verso l'integrazione di sistemi ibridi e soluzioni avanzate a liquido, sia a contatto diretto sia a immersione totale. La trattazione include lo studio di soluzioni tecnologiche di nuova generazione, quali microcanali, jet impingement, spray cooling e l'impiego di materiali a cambiamento di fase (PCM) per l'accumulo termico, al fine di delineare un quadro organico dei sistemi avanzati volti a massimizzare le prestazioni e l'affidabilità dell'hardware moderno.

This thesis aims to examine the evolution and state of the art of the main technological solutions used for thermal management, with a specific focus on high-performance computing architectures related to Artificial Intelligence. The analysis develops by starting from the most consolidated forced-air convection methodologies, evaluating their thermophysical limits, and then moving toward the integration of hybrid systems and advanced liquid solutions, both direct-contact and total immersion. The discussion includes the study of next-generation technological solutions such as microchannels, jet impingement, spray cooling, and the use of phase change materials (PCMs) for thermal energy storage in order to outline a comprehensive framework of advanced systems aimed at maximizing the performance and reliability of modern hardware.