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风扇噪音大水冷效果差 嘉楠新型晶体散热方案破解矿机散热难题

  申请了“一种晶片散热方案、算力板和计算设备”专利。该专利将散热器与芯片直连以降低热阻。在方案中,作为连接的特殊材料在导热系数上获得数量级的提升,大幅提升导热效率。嘉楠表示,该方案将普遍用于高功率、高功耗的芯片设计。

  据嘉楠技术人员介绍,计算设备的散热主要分为芯片外部散热和内部散热两种。诸如风冷、水冷等方式均属于外部散热。目前在诸如矿机等高集成度的计算设备中,内部散热的一种通行方式是液冷。以矿机为例,液冷的原理是在Hash板上刷一层特殊的涂料,通过涂层的挥发带走芯片的热量。因为这种方式距离芯片最近,其散热效率相对外部散热而言更高。

  但液冷的弊端在于,运维人员或个人用户而言需要拆装机器,定期刷涂料,不但增加了机器的运维成本,而且在操作层面存在一定的门槛。

  嘉楠设计的这种晶片散热方案用于芯片内部散热。其设计思路是使用特殊材料将散热器和芯片进行连接,降低散热器与芯片之间的热阻。据介绍,传统的材料导热系数在1~2W/MK,而特殊的散热材料导热系数达30以上,甚至上百,这样就能迅速将芯片产生的热量导出,以避免温度过热烧坏芯片。

  嘉楠表示,这种散热设计方案具体主要有两点好处,一是有助于降低芯片因热量过高而可能导致的机器运行不稳定的问题;二是可以提升芯片的集成度与能效比。散热方案的创新将有利于提升芯片的集成度,从而在计算设备上部署更多的算力。

  目前,边缘计算和5G正推动算力从数据中心向生产现场迁移。在新的计算环境下,如何保证硅片单位面积在产出高算力的同时,尽量降低芯片功耗并提升散热效率是亟待解决的关键课题。

  嘉楠表示,此次申请专利的这种晶片散热结构作为芯片设计的通用共性技术,将普遍适用于高功率、高功耗的芯片设计,以更好提升芯片的效能。

  事实上,这并非嘉楠在晶体散热等芯片设计领域的第一次创新。据其发布的招股书显示,截至 2019 年 9 月 30 日,嘉楠在中国已经获得了 69 项专利,其中包括6项发明、 50 项实用新型专利、13 项外观设计专利。截至同日,嘉楠获得了80项软件著作版权和 30 项集成电路布图设计。

  嘉楠也是国内首家实现IC设计上云的公司。通过将IC研发平台及环境统一部署至云端,嘉楠实现了计算资源的秒级调度和拓展,极大缩短研发设计周期。同时,该公司正积极推进IC设计前后端自动化等方面的探索。

  自成立6年以来,嘉楠一直深耕ASIC芯片设计及计算设备的研发。从110nm、55nm、28nm、16nm及7nm,嘉楠以平均每年一次迭代的节奏稳步推进工艺制程的突破。目前,该公司在ASIC领域已经形成了一定的技术壁垒,包括算法开发和优化,标准单元设计和优化,低电压和高能效操作,高性能设计系统和散热等。

  董事长兼CEO张楠赓表示,嘉楠是一家以ASIC技术解决超级计算需求的公司。目前,嘉楠以“高能效技术+AI”为业务运作模式,正积极推动AI与区块链底层共性技术的融合创新。