مع استمرار النمو المتسارع للذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية، تواجه مراكز البيانات تحديات متزايدة في إدارة الحرارة الشديدة الناتجة عن المعالجات عالية الأداء. حل مبتكر من مهندسي جامعة كاليفورنيا في سان دييغو قد يغير طريقة تعامل هذه المنشآت مع إدارة الحرارة.
طور الفريق غشاء تبريد سلبي يعتمد على التبخر يحقق مستويات قياسية في تبديد الحرارة دون استهلاك طاقة إضافية. على عكس أنظمة التبريد التقليدية التي تعتمد على مراوح ومضخات وضواغط تستهلك الكثير من الطاقة، يستفيد هذا الابتكار من مبادئ الفيزياء 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 الهوائي أو السائل التقليدية، يمكن للتبخر تبديد تدفق حراري أعلى مع استهلاك طاقة أقل".
تتميز التقنية بغشاء ليفي مصمم خصيصًا يحتوي على شبكة من المسام الصغيرة المترابطة التي تسحب سائل التبريد عبر سطحها بفضل خاصية الشعيرية. وعند تبخر السائل، تتم إزالة الحرارة بكفاءة من الإلكترونيات الموجودة أسفله. وفي الاختبارات، تمكن الغشاء من التعامل مع تدفقات حرارية تتجاوز 800 واط لكل سنتيمتر مربع، وهو من أعلى المستويات المسجلة لأنظمة التبريد السلبي.
ويأتي هذا الابتكار في وقت بالغ الأهمية؛ إذ تشير وكالة الطاقة الدولية إلى أن مراكز البيانات تمثل حاليًا نحو 1.5% من استهلاك الكهرباء العالمي، مع استحواذ التبريد على ما يصل إلى 40% من استهلاك الطاقة في مركز البيانات. وبحلول عام 2030، من المتوقع أن يتضاعف الطلب على الكهرباء في مراكز البيانات ليصل إلى حوالي 945 تيراواط/ساعة عالميًا، مدفوعًا بشكل كبير بتطبيقات الذكاء الاصطناعي.
ورغم النتائج الواعدة الحالية، يشير البروفيسور تشين إلى أن التقنية لا تزال تعمل دون حدودها النظرية. ويعمل الفريق حاليًا على تحسين الغشاء والاستعداد لدمجه في نماذج أولية لألواح التبريد الخاصة بوحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات. كما أطلقوا شركة ناشئة لتسويق التقنية، والتي يمكن أن تسهم في مواجهة أزمة الطاقة التي تواجه بنية الذكاء الاصطناعي التحتية مع تقليل أثرها البيئي.