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实现高性能计算的 CPU 动态热控制自动化
摘要 — 在生产高性能计算 (HPC) 数据中心，许多因素（包括工作负载计算强度、冷却基础设施故障和使用节能冷却）都会大幅提高 CPU 温度。与 CPU 热设计相关的研究表明，工作温度的细微变化会严重影响 CPU 的寿命、耐用性和性能。因此，监控和控制 CPU 的工作温度至关重要。在本研究中，我们设计了一种自动且连续的 CPU 热监控和控制方法来维持和控制健康的 CPU 热状态。本研究利用 Redfish 协议监控 CPU 温度，并使用动态电压频率调整来控制温度。我们开发了一个参考实现，并使用 150 个 Raspberry Pi3 节点集群评估了我们的方法。我们在不同场景中执行了广泛的 CPU 热分析。我们分析了 CPU 在室温下 100% 负载下达到最高温度的速度。根据我们的实验，在最低和最高 CPU 频率配置下，100% 负载的 CPU 的温度分别可升至 ∼ 72°C (161.6°F) 和 ∼ 86°C (186.8°F)。我们分析了在八种温度配置下应用热控制对 CPU 的热和频率缩放行为的影响。我们观察到，在较低温度配置（例如 70°C (158°F)）下应用热控制是修复过热 CPU 的更好配置。根据所提出的模型，在正常温度下运行的 CPU 将消耗相对较少的能量，提供更高的性能并增强其耐用性。索引术语 —CPU 温度、自动化、HPC、数据中心、Kraken、动态电压和频率缩放、省电、性能、动态热控制、Redfish、DVFS、Kraken、计算集群动态热控制、动态电压和频率缩放、数据中心自动化、高性能计算
月球南极永久阴影区轻型探测车系统的热控制
近年来，对月球的探索已成为私营和政府机构非常感兴趣的话题。ispace 的目标是通过利用月球资源和扩大我们在太空的存在，成为私营企业获得月球新商机的推动者。极地冰探测器 (PIE) 是一项原位资源利用 (ISRU) 探索任务，旨在寻找和描述月球极地地区的潜在水冰沉积物。在本项目的范围内，将讨论月球车热控制系统的开发。PIE 利用 ispace 开发并经过飞行认证的 Team HAKUTO 的 SORATO 月球车。本文探讨了三个关键领域的发现：月球极地永久阴影区 (PSR) 的运行、月球车系统的热控制设计和月球环境建模。对月球极地地区的热建模特别关注表面特性的识别、月球风化层特征和环境通量的建模。研究了运行任务约束，例如冷却速率和加热器功率要求。热设计理念旨在通过将探测车与地面分离、减少热损失和管理传导路径来最大限度地利用被动控制手段。研究了较大的温度波动引起的机械问题。对于操作范围较窄的元件，如电池、电机和外部安装元件，考虑了主动控制手段。概述了探测车热设计挑战和使 PSR 运行的初步发现。
基于热电冷却器（TEC）用于空间应用的热控制系统：数值研究
本研究设计并数值研究了一个新的热控制系统，用于用于航天器系统光学有效载荷的检测器。系统使用热电冷却器（TEC）作为维护冷手指在所需的设定点保持探测器温度的活性元件，使其在整个操作过程中保持在所需的范围内。该系统没有使用任何热管网络，而是使用附着在TEC热侧的辐射器将热负载耗散到环境空间环境中。使用有效属性的系统级建模用于对TEC的性能进行建模，而无需对任何内部复杂的几何形状进行建模。与温度相关的电流轮廓用作TEC的输入条件，因此TEC仅消耗所需的外部功率。研究了散热器的TEC设定点和几何参数的效果，并观察到，通过使用较大的设定点或具有较大尺寸的散热器，获得了功耗或提高性能系数的大幅度降低。该系统将进一步研究不同的热载荷和占空比（在100分钟的轨道周期内高达50％），以评估其在不同操作条件下的功效。还研究了该系统的连续操作周期，可以观察到，连续循环之间的循环误差最终将其变为零至零，因此表明在整个系统的整个生命中，都满足了连续的循环的温度控制要求。
审查火星样品中可移动和不可移动的航天器的热控制综合审查
2 Srisavangavadhana公主医学院，Chulabhorn Royal Academy，906 Kamphaeng Phet Phet 6 Rd。 太空探索已经成为科学家的焦点。 在所有行星中，火星是最接近我们星球的人，它具有发现生命迹象的痕迹。 地球具有关键的环境条件，是地球本身或太阳的关键环境条件。 如今，出于特定目的，有几个飞船发送到火星。 当前任务之一是样本收集任务，该任务收集了火星样品并将其发送回地球。 NASA发起了目前的这项任务的一名漫游者，其主要目的是在地球上收集样本至少为期两年。 样品检索着陆器将在大约六个月内进行操作，以收到流动站收集的样品并将其发送回地球。 每个航天器还基于其任务目标和时期需要不同种类的功率来源和热管理系统。 根据我们的观点研究和讨论了选择每个功率和热控制源的概述和考虑点。 关键字：火星样品收集任务，毅力任务，样本检索着陆器，热控制系统，太空探索。2 Srisavangavadhana公主医学院，Chulabhorn Royal Academy，906 Kamphaeng Phet Phet 6 Rd。太空探索已经成为科学家的焦点。在所有行星中，火星是最接近我们星球的人，它具有发现生命迹象的痕迹。地球具有关键的环境条件，是地球本身或太阳的关键环境条件。如今，出于特定目的，有几个飞船发送到火星。当前任务之一是样本收集任务，该任务收集了火星样品并将其发送回地球。NASA发起了目前的这项任务的一名漫游者，其主要目的是在地球上收集样本至少为期两年。样品检索着陆器将在大约六个月内进行操作，以收到流动站收集的样品并将其发送回地球。每个航天器还基于其任务目标和时期需要不同种类的功率来源和热管理系统。根据我们的观点研究和讨论了选择每个功率和热控制源的概述和考虑点。关键字：火星样品收集任务，毅力任务，样本检索着陆器，热控制系统，太空探索。
航天器热控制的进步 - 学术共享
航天器热管理对于确保任务成功至关重要，因为它影响了板载系统的性能和寿命。提供了航天器热控制解决方案中最新技术的全面概述，以及用于高效有效热管理的设计方法框架。讨论了各种热控制溶液，包括涂料，绝缘，热管，相位变化材料，导电材料，热装置，积极泵送的流体环和辐射器，以及空间中的热量加载的主要来源。强调了对热环境的认证建模和分析，以确定适当的热控制解决方案和设计途径。未来的热管理创新（例如新材料和技术）有可能进一步提高航天器热控制解决方案的效率和有效性。
活动的冷冻审理
主动的冷冻启动项目将展示一个6个单位（6U）立方体平台的高级热控制系统。将开发一个微型，主动热控制系统，其中将开发从热载荷到辐射器的封闭环中循环的流体。将与该系统集成一个微型低温冷却器，以形成一个两阶段的热控制系统。关键组件将通过使用先进的添加剂制造技术来微型化，从而导致用于证明这些技术的热测试床。以前的立方体任务尚未解决主动热控制系统的问题，也没有任何过去或当前的立方体任务包括低温仪器。这项主动的冷冻表演开发工作将为立方体提供全新的能力，并构成与立方体热控制中最先进的主要进步。活性流体环将支持从热负载中卸下30瓦的30瓦，而商业生产的冷冻机（适用于立方体）将为75-100 K范围的探测器提供冷却。由于低地球轨道（LEO）环境通常对于被动的低温散热器来说太热了，因此使用合并的活性热系统加热方法和冷冻机器将支持未来任务的最大多样性。铝制的超声添加剂制造将用于在立方体的结构机箱内构建流体通道和其他元素，以产生紧凑的系统。
将热管应用于航天器...
调查了热管对与未来航天器相关的热控制问题解决方案的适用性，包括土星V工作店。调查包括对热管技术经验的调查，分析了各种设计参数对热管性能的差异的影响，以及利用热管的概念建立，这些概念为特定的热控制问题提供了独特的解决方案。概念和分析似乎适用于寒冷沸腾控制问题的解决方案，皮肤结构的温度不均匀，从浓缩源中去除热量和散热器设计。
高功率电子设备的冷却技术 - 激光应用
由于电子零件预期的功率耗散和功率密集，以满足未来的太空任务应用，因此将需要进行热控制硬件和技术的进步，以保持任务温度和可靠性。这样的应用程序正在冷却与空间激光器相关的电子产品。激光冷却要求可以通过单相热传输到面向空间的散热器的情况下满足，并可能包含相变材料。未来的激光冷却要求将需要更高级的硬件，例如微通道，喷雾冷却和喷气撞击。本报告描述了与当前和未来激光冷却需求相关的热控制硬件，并提供了满足未来激光冷却目标的建议。