مع استمرار النمو الهائل في تقنيات الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية، تواجه مراكز البيانات تحديات متزايدة في إدارة الحرارة الشديدة الناتجة عن المعالجات عالية الأداء. وقد قدم مهندسو جامعة كاليفورنيا في سان دييغو حلاً مبتكراً من شأنه أن يحدث تحولاً في كيفية تعامل هذه المنشآت مع إدارة الحرارة.
طور الفريق غشاء تبريد تبخيري سلبي يحقق معدلات قياسية في تبديد الحرارة دون استهلاك طاقة إضافية. وعلى عكس أنظمة التبريد التقليدية التي تعتمد على مراوح ومضخات وضواغط تستهلك الكثير من الطاقة، يستفيد هذا الابتكار من المبادئ الفيزيائية الأساسية لإزالة الحرارة بشكل طبيعي وفعال.
يشرح البروفيسور رينكون تشين، الذي شارك في قيادة المشروع في كلية جاكوبس للهندسة بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو إلى جانب البروفيسور شينغتشيانغ كاي والبروفيسور أبيشيك ساها: "مقارنة بأنظمة التبريد التقليدية بالهواء أو السوائل، يمكن للتبخر أن يبدد تدفق حرارة أعلى مع استهلاك طاقة أقل".
تتميز التقنية بغشاء ألياف مصمم خصيصاً يحتوي على شبكة من المسام الصغيرة المترابطة التي تسحب السائل المبرد عبر سطحها باستخدام خاصية العمل الشعري. وعند تبخر السائل، تتم إزالة الحرارة بكفاءة من الإلكترونيات الموجودة أسفل الغشاء. وأظهرت الاختبارات أن الغشاء تمكن من إدارة تدفقات حرارة تتجاوز 800 واط لكل سنتيمتر مربع، وهو من أعلى المعدلات المسجلة على الإطلاق لأنظمة التبريد السلبي.
ويأتي هذا الابتكار في توقيت بالغ الأهمية. فوفقاً للوكالة الدولية للطاقة، تمثل مراكز البيانات حالياً نحو 1.5% من استهلاك الكهرباء العالمي، حيث يشكل التبريد ما يصل إلى 40% من استهلاك الطاقة في مركز البيانات. وبحلول عام 2030، من المتوقع أن يتضاعف الطلب على كهرباء مراكز البيانات ليصل إلى حوالي 945 تيراواط-ساعة على مستوى العالم، مدفوعاً بشكل أساسي بتطبيقات الذكاء الاصطناعي.
ورغم النتائج الواعدة الحالية، يشير البروفيسور تشين إلى أن التقنية لا تزال تعمل دون حدودها النظرية. ويعمل الفريق حالياً على تحسين الغشاء والاستعداد لدمجه في نماذج أولية لألواح التبريد الخاصة بوحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات. كما أطلقوا شركة ناشئة لتسويق التقنية، والتي قد تساهم في معالجة أزمة الطاقة التي تواجه بنية الذكاء الاصطناعي التحتية وتقليل أثرها البيئي.