Καθώς η τεχνητή νοημοσύνη και το cloud computing συνεχίζουν να αναπτύσσονται με εκρηκτικούς ρυθμούς, τα κέντρα δεδομένων αντιμετωπίζουν ολοένα και μεγαλύτερες προκλήσεις στη διαχείριση της έντονης θερμότητας που παράγουν οι επεξεργαστές υψηλών επιδόσεων. Μια πρωτοποριακή λύση από μηχανικούς του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο θα μπορούσε να μεταμορφώσει τη διαχείριση θερμότητας σε αυτές τις εγκαταστάσεις.
Η ομάδα δημιούργησε μια μεμβράνη παθητικής εξάτμισης που επιτυγχάνει ρεκόρ απαγωγής θερμότητας χωρίς να καταναλώνει επιπλέον ενέργεια. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά συστήματα ψύξης που βασίζονται σε ενεργοβόρους ανεμιστήρες, αντλίες και συμπιεστές, η καινοτομία αυτή αξιοποιεί τις βασικές αρχές της φυσικής για να απομακρύνει τη θερμότητα φυσικά και αποδοτικά.
"Σε σύγκριση με την παραδοσιακή ψύξη με αέρα ή υγρό, η εξάτμιση μπορεί να απομακρύνει μεγαλύτερη θερμική ροή χρησιμοποιώντας λιγότερη ενέργεια", εξηγεί ο καθηγητής Renkun Chen, ο οποίος ηγήθηκε του έργου στη Σχολή Μηχανικών Jacobs του UC San Diego, μαζί με τους καθηγητές Shengqiang Cai και Abhishek Saha.
Η τεχνολογία βασίζεται σε μια ειδικά σχεδιασμένη μεμβράνη από ίνες με δίκτυο μικροσκοπικών, διασυνδεδεμένων πόρων που μεταφέρουν το ψυκτικό υγρό στην επιφάνειά της μέσω τριχοειδούς δράσης. Καθώς το υγρό εξατμίζεται, απομακρύνει αποτελεσματικά τη θερμότητα από τα ηλεκτρονικά που βρίσκονται από κάτω. Σε δοκιμές, η μεμβράνη διαχειρίστηκε θερμικές ροές που ξεπερνούν τα 800 βατ ανά τετραγωνικό εκατοστό—ένα από τα υψηλότερα επίπεδα που έχουν καταγραφεί ποτέ για παθητικά συστήματα ψύξης.
Η χρονική συγκυρία δεν θα μπορούσε να είναι πιο κρίσιμη. Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας, τα κέντρα δεδομένων αντιστοιχούν σήμερα σε περίπου 1,5% της παγκόσμιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, με την ψύξη να αντιπροσωπεύει έως και το 40% της συνολικής ενεργειακής χρήσης ενός κέντρου δεδομένων. Μέχρι το 2030, η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων αναμένεται να υπερδιπλασιαστεί, φτάνοντας περίπου τις 945 τεραβατώρες παγκοσμίως, κυρίως λόγω των εφαρμογών τεχνητής νοημοσύνης.
Αν και τα τρέχοντα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά, ο καθηγητής Chen σημειώνει ότι η τεχνολογία λειτουργεί ακόμη κάτω από το θεωρητικό της όριο. Η ομάδα βελτιώνει περαιτέρω τη μεμβράνη και ετοιμάζεται να την ενσωματώσει σε πρωτότυπα ψυχρών πλακών για CPU και GPU. Παράλληλα, έχουν ιδρύσει μια νεοφυή επιχείρηση για την εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας, η οποία θα μπορούσε να συμβάλει στην αντιμετώπιση της ενεργειακής κρίσης που αντιμετωπίζει η υποδομή τεχνητής νοημοσύνης, μειώνοντας παράλληλα το περιβαλλοντικό της αποτύπωμα.