Series 35i MODEL A发那科FANUC数控软件系统维修上电显示黑屏维修这些创新将以显着更低的每比特传输功率提供敏捷的AON[2]。从功率密度的角度来看，使AON具有吸引力显然是一个优势。但是，这只是等式的一部分。通信设备设计（包括热管理）是另一种设计。通讯设备设计在设备级别，越来越多的建筑和设计目标被迫专注于降低功率的策略，这些策略已超过了遵循摩尔定律的传统电容量（图2）。从功率和成本的角度来看，封装和互连的挑战是程度地减少互连的总数，并使货架，和芯片的I/O和封装密度化。本节的重点是与高速，高密度封装和互连相关的设计问题。提议的容量增长解决方案空间如图2所示。图2.容量增长的建议解决方案空间。（PoP=存在点）在必须互连许多机架才能实现多太比特交换结构的交换/路由节点中。
在互连机架时会消耗大量功率。在一个节点内数十个Tb/s的交换结构中，机架到机架的光纤互连多占所消耗结构功耗的40％。通过增加架子包装密度和互连速度来减少架子数量，可以大大降低结构功耗。基于垂直腔表面发射激光器（VCSEL）技术的高速，短程并行光学互连在多太比特节点内具有显着的功率和密度优势。当以人眼安全的光学水平操作时，VCSEL通常每通道仅消耗20mW的功率。VCSEL收发器提供非常密集的互连。还有一些宽WDM解决方案可以部署更多的VCSEL，这些VCSEL的波长在5至10nm的网格中，并且全部发射到一根光纤中。与密集WDM不同，宽WDM不需要热电冷却器和复杂的稳定电路。然而，目前可用的VCSEL只容忍大约0至80?C结温度与技术努力增加至110??顺利进行。
随着近的片上系统功能集成浪潮，可以通过程度地减少板对板互连来实现类似的功耗降低。在不使用昂贵连接器的情况下扩展背板铜互连的线速将有助于提高电源效率。这指向高密度封装和高速数控系统级铜互连。一旦开发出硅片和光学器件，高吞吐量货架将面临两个挑战。他们需要一系列新的高密度数控系统，无源，器件封装，功率转换和EM技术，并且这些技术必须切实可行地集成到和可维修模块中。数控系统级封装[3,4]一直在朝着每个功能块使用更少的组件，互连更细间距的器件，使用具有双面有源组件以及更直接的芯片连接的的方向发展。为了减少面积，将降低细间距标准，以待改善可制造性。通信行业的领导者使用嵌入式无源器件，它们通过在其占位面积内布线+引脚设备来改变I/O密度。
深亚微米技术，铜互连和低压操作正在以摩尔定律的速率不断发展硅。SiGe在高时钟速率下在每功能功耗方面提供了一些缓解。为了跟上设备技术的步伐，IC封装技术正在从塑料四方扁平封装（PQFP）和小型IC（SOIC）到芯片级封装（CSP），多芯片模块（MCM），球栅阵列（BGA），微型球等发展网格阵列（BGA）和直接芯片连接（DCA）技术[4,5]。串行GHz互连线路速率解决了I/O密度挑战的一部分，同时提供了减少芯片间通信消耗的总功耗的机会。随着频率在Gb/s范围内的增加，电阻占互连阻抗的比例越来越小，因此应针对总功率优化线]。诸如盲孔和掩埋过孔以及嵌入式无源器件之类的技术已成功应用于提高电源效率。
先进的数控系统材料，例如新型层压板，陶瓷上的玻璃等，也会降低线路驱动功率。通过这些功耗的降低和I/O密度的提高，终结果仍然是增加了热和EM场密度。因此，挑战就变成了如何可靠地处理IC和光电设备所消耗的大量功率以及如何包含EM场。由于GHz电路可能需要完全封闭的数控系统，因此挑战正转向热管理。热管理的作用由于对高芯片热通量，密集板，多kW架子，高密度机架和恶劣的室外条件（用于无线设备部署）的市场需求，热管理技术继续快速发展。更加严格的成本，性能和可靠性限制使热管理成为下一代电信网络设备开发中的关键支持技术之一。数十年来使用的常规热技术非常接近其性能极限。新技术和新材料，包括诸如微型/宏观热管，液体冷却（将进行大量讨论）。
热电冷却器，散热器和接口的冷却技术，将不得不进一步开发并在实际应用中实施。越来越必须解决热管理挑战：在减小的体积内且低压降下从高通量芯片/模块中散热。热量从相对较小的区域散布到较大的散热器或传导板。与EMI的热集成，用于高速，低压电路。随着风速的增加进行噪音管理。先进的建模和测试工具。适用于敏感激光源的光子包装，包括的温度控制技术。新的界面材料可用于优化越来越小的芯片。通过成功克服挑战，热管理将有助于提高封装通信产品的竞争力。预计在以下冷却技术上会有进一步的发展和进步：散热器，热管，水冷却，热界面，热电冷却和直接浸入冷却[6,7]。因此，在上述限制内解决未来的热管理问题时，必须将传统的低成本方法的功能与破坏性的热解决方案相结合。
以满足未来十年产品的需求。结论根据预计的节点大小从数百Gb/s到数十Tb/s的数据，可以从当前架构推断出每个节点将消耗数百千瓦的功率。电气功能是下一代光网络的功率密度瓶颈。电力需求可能会限制网络的增长。化在网络体系结构中使用光技术（WDM），改进光放大器和长途线路传输系统，部署光子交叉连接（即专注于敏捷光网络），终将为每种功能提供的传输功率和未来网络中的波长转换。但是，在可预见的将来，特别是在IP网络上，电气分组级别的交换，存储和处理将继续增加功率需求。为了超越摩尔定律加速降低每功能功耗，行业正在投资与行业基础互补的关键技术（密集的数控系统技术，低功率器件，高速铜和光学互连以及先进的散热概念）。
并且都显示出降低的趋势。力量和成本。因此，下一代光网络的功率密度挑战具有两种性质，需要并行开发：网络和系统架构，以及每功能降低的功率和增强的热管理。开发高密度硬件和软件是一项计划的一部分，目的是大大提高数据中心的计算密度。此处介绍的概念系统基于Intel?Itanium?处理器家族，专为1U机架安装形式而设计。当前的双处理器系统概念针对的是前端服务器市场（例如，网络托管和邮件路由），处理安全交易，Web或数据库搜索或充当“计算服务器”（参见图1和[1]）。架构的主要优势是海量计算能力，大内存地址空间，丰富的I/O连接性和密集的外形尺寸。预期的部署环境是风冷的机架式数据中心。但是，铭牌上的700W热功率密度大大超过了市售的风冷服务器-因此。
该系统的热优化提出了重大的设计挑战。经过仔细的数值模拟，参数分析，实验室原型和实验验证程序，得出了基于空冷技术，常规散热器以及定制设计的径向鼓风机的系统架构解决方案。本文要讨论的领域包括：处理器热管理以及蒸气室底座和固体散热器的建模鼓风机设计注意事项以及径向鼓风机的性能和建模图1.在提出的工作中研究的1U概念服务器系统。处理器热管理由于概念服务器是围绕16英寸x14英寸（40.6厘米x35.6厘米）的底板设计的，因此主板上的空间非常宝贵。已开发出一个集成的电压调节模块（VRM），该模块安装在每个处理器周围并将热量散发到一个共享的散热器中（图2）[1]。由于1U机箱的包装限制，并且为了更好地处理增加的热负荷。
