太空數據中心,如何散熱?
熱輻射是太空中唯一的散熱方式
在太空中,由於缺乏空氣對流與導熱介質,熱量只能以紅外線形式透過輻射散發到宇宙背景溫度(約3K)。這種散熱方式的效率直接取決於輻射器的面積、表面溫度與塗層性能。
散熱效率受熱力學定律限制
根據斯特凡-玻爾茲曼定律(Stefan-Boltzmann Law),熱輻射功率公式為:P = εσAT⁴,其中 P 是散熱功率,ε 是發射率,σ 是斯特凡-玻爾茲曼常數,A 是表面積,T 是絕對溫度。這表示要維持較低溫度以確保芯片穩定運行,必須擁有極大的散熱面積。
實際工程挑戰與解決方案
- 馬斯克認為,太空中太陽能發電效率高,且陰影區域溫度極低,有助於設備散熱,因此將AI運算中心部署於太空可能降低整體運營成本。
- 在地球同步軌道上,兆瓦級GPU集群需搭配巨大的散熱翼,僅透過紅外輻射進行散熱,這意味著每個吉瓦級系統都需要極大面積的散熱結構。
- 針對太空AI數據中心的散熱瓶頸,有公司提出解決方案,例如LiquidJet™ 3D短循環噴射通道冷板與AirJet®固態主動冷卻系統,可提升GPU性能並降低總擁有成本(TCO)。
- 雖然熱管與散熱器熱力系統被提及作為潛在方案,但尚未提供詳細技術細節。
結論:散熱需巨大面積與先進技術
太空數據中心的散熱問題極其困難,必須依賴超大面積的輻射器與先進的主動冷卻技術,才能克服真空環境下的熱力學限制。
