По мере стремительного развития искусственного интеллекта и облачных вычислений дата-центры сталкиваются с возрастающими трудностями по отводу огромного количества тепла, выделяемого высокопроизводительными процессорами. Прорывное решение, предложенное инженерами Калифорнийского университета в Сан-Диего, может изменить подход к терморегуляции в таких объектах.
Команда создала пассивную испарительную охлаждающую мембрану, которая обеспечивает рекордное рассеивание тепла без дополнительного энергопотребления. В отличие от традиционных систем охлаждения, требующих энергоёмких вентиляторов, насосов и компрессоров, эта инновация использует базовые физические принципы для естественного и эффективного отвода тепла.
«В сравнении с традиционным воздушным или жидкостным охлаждением, испарение способно рассеивать больший тепловой поток при меньших затратах энергии», — объясняет профессор Ренкун Чэнь, который возглавил проект в Инженерной школе Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего совместно с профессорами Шэнцян Цаем и Абхишеком Сахой.
Технология основана на специально разработанной волоконной мембране с сетью крошечных взаимосвязанных пор, которые с помощью капиллярного эффекта распределяют охлаждающую жидкость по поверхности. По мере испарения жидкости тепло эффективно отводится от расположенной под мембраной электроники. В ходе испытаний мембрана выдерживала тепловые потоки, превышающие 800 ватт на квадратный сантиметр — один из самых высоких показателей среди пассивных систем охлаждения.
Момент для внедрения технологии выбран не случайно. По данным Международного энергетического агентства, дата-центры сейчас потребляют около 1,5% мировой электроэнергии, при этом на охлаждение приходится до 40% энергозатрат дата-центра. К 2030 году, по прогнозам, потребление электроэнергии дата-центрами в мире более чем удвоится и достигнет примерно 945 тераватт-часов, в основном за счёт приложений искусственного интеллекта.
Хотя текущие результаты впечатляют, профессор Чэнь отмечает, что технология пока работает ниже своего теоретического предела. Сейчас команда совершенствует мембрану и готовится интегрировать её в прототипы холодных пластин для CPU и GPU. Кроме того, инженеры уже основали стартап для коммерциализации разработки, которая может помочь решить энергетический кризис инфраструктуры ИИ и снизить её воздействие на окружающую среду.