À medida que a inteligência artificial e a computação em nuvem continuam a crescer de forma explosiva, os centros de dados enfrentam desafios crescentes na gestão do intenso calor gerado por processadores de alto desempenho. Uma solução inovadora dos engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego poderá transformar a forma como estas infraestruturas gerem o controlo térmico.
A equipa criou uma membrana de arrefecimento evaporativo passivo que atinge níveis recorde de dissipação de calor sem consumir energia adicional. Ao contrário dos sistemas tradicionais de arrefecimento, que dependem de ventoinhas, bombas e compressores com elevado consumo energético, esta inovação recorre à física básica para remover o calor de forma natural e eficiente.
"Comparativamente ao arrefecimento tradicional por ar ou líquido, a evaporação consegue dissipar fluxos de calor mais elevados utilizando menos energia", explica o Professor Renkun Chen, que co-liderou o projeto na Jacobs School of Engineering da UC San Diego, juntamente com os professores Shengqiang Cai e Abhishek Saha.
A tecnologia apresenta uma membrana de fibras especialmente concebida, com uma rede de poros minúsculos e interligados que distribuem o líquido de arrefecimento pela superfície através de ação capilar. À medida que o líquido evapora, remove eficientemente o calor dos componentes eletrónicos subjacentes. Nos testes realizados, a membrana conseguiu dissipar fluxos de calor superiores a 800 watts por centímetro quadrado — um dos valores mais elevados alguma vez registados em sistemas de arrefecimento passivo.
O momento não poderia ser mais oportuno. Segundo a Agência Internacional de Energia, os centros de dados representam atualmente cerca de 1,5% do consumo global de eletricidade, sendo que o arrefecimento pode corresponder a até 40% do consumo energético de um centro de dados. Até 2030, prevê-se que a procura de eletricidade por parte dos centros de dados mais do que duplique, atingindo cerca de 945 terawatt-hora a nível global, impulsionada sobretudo por aplicações de IA.
Apesar dos resultados promissores, o Professor Chen salienta que a tecnologia ainda opera abaixo do seu limite teórico. A equipa está agora a aperfeiçoar a membrana e a preparar a sua integração em protótipos de placas frias para CPUs e GPUs. Lançaram ainda uma startup para comercializar a tecnologia, que poderá ajudar a enfrentar a crise energética da infraestrutura de IA e a reduzir o seu impacto ambiental.