Sfide termiche nei sistemi HPC e soluzioni avanzate
Con l’aumento della potenza di calcolo delle schede NVIDIA H100 PCIe, cresce parallelamente la densità energetica da smaltire. Alloy Enterprises Inc., azienda statunitense specializzata nella lavorazione dell’alluminio, ha affrontato questa esigenza sviluppando un cold plate a liquido capace di contenere le temperature operative entro limiti ottimali. Grazie all’impiego di software di progettazione generativa fornito da nTop, si è ottenuto un componente con microcanali integrati e struttura interna ottimizzata per il passaggio del fluido refrigerante.
Produzione in alluminio 6061 con processo Stack Forging
Il cold plate è realizzato in lega 6061, una scelta che unisce leggerezza e resistenza, e viene lavorato tramite il procedimento proprietario Stack Forging di Alloy Enterprises. Questo metodo consente di ottenere un pezzo monolitico, privo di giunzioni suscettibili a perdite, dotato di geometrie microscopiche ad alta complessità. Il risultato è un componente stagno e robusto, capace di ospitare strutture interne senza necessità di assemblaggi successivi.
Progettazione automatica basata su simulazione
Gli ingegneri di Alloy Enterprises hanno definito un flusso di lavoro in nTop che integra direttamente i dati di simulazione termica e strutturale. Partendo dalle mappe di flusso di calore e di pressione del liquido refrigerante, il software ha suggerito la posizione e la dimensione dei microcanali da 180 micron, indirizzando il raffreddamento verso le aree soggette a maggiore stress termico. Canali di ingresso e uscita paralleli riducono i dislivelli di pressione e abbreviano il percorso del fluido, mentre un nucleo a infill di tipo gyroid incrementa la superficie di scambio termico senza appesantire il componente.
Risultati tecnici e potenziale evolutivo
Nonostante l’architettura complessa, il cold plate mantiene un peso sotto i 550 grammi, facilitando l’integrazione all’interno dei sistemi di calcolo ad alte prestazioni. In un commento pubblicato su LinkedIn, Alloy Enterprises ha sottolineato la capacità di ottimizzare le strutture interne direttamente dai risultati delle simulazioni, definendola una svolta nella gestione termica. L’azienda ha inoltre annunciato test in corso su versioni in rame, che promettono miglioramenti ulteriori in termini di conducibilità.
Ecosistema nTop e collaborazione con NVIDIA
nTop, con sede a New York, sviluppa soluzioni software per progettazione guidata dalla fisica. Il geometry kernel di nTop genera forme 3D partendo dai requisiti di carico e temperatura, anziché modellare a tavolino volumi predefiniti. Nel 2024 la società ha integrato i propri strumenti con NVIDIA OptiX e Omniverse, grazie a un finanziamento di NVentures, braccio di venture capital di NVIDIA. Questa sinergia ha introdotto funzionalità di rendering adattivo in tempo reale, consentendo agli ingegneri di esplorare alternative progettuali in pochi secondi.
Accelerazione della simulazione con cloudfluid
Per potenziare ulteriormente la simulazione dei fluidi, nTop ha acquisito cloudfluid all’inizio del 2025. La tecnologia CFD GPU-native di cloudfluid elimina la meshing tradizionale, affidandosi a elaborazioni parallele che riducono drasticamente i tempi di calcolo. Con l’unione fra solutore CFD e modellazione implicita, gli utenti possono valutare prestazioni termiche e aerodinamiche quasi istantaneamente. Il connubio si propone di supportare settori quali aerospaziale, turbomacchine e difesa, dove rapidità e accuratezza delle analisi favoriscono cicli di sviluppo più agili.
