I takt med att artificiell intelligens och molntjänster fortsätter att växa explosionsartat, står datacenter inför allt större utmaningar när det gäller att hantera den intensiva värme som genereras av högpresterande processorer. En banbrytande lösning från ingenjörer vid University of California San Diego kan komma att förändra hur dessa anläggningar hanterar värmehantering.
Teamet har tagit fram ett passivt evaporativt kylmembran som uppnår rekordhög värmeavledning utan att förbruka extra energi. Till skillnad från traditionella kylsystem som kräver energikrävande fläktar, pumpar och kompressorer, utnyttjar denna innovation grundläggande fysikaliska principer för att naturligt och effektivt avleda värme.
"Jämfört med traditionell luft- eller vätskekylning kan avdunstning avleda högre värmeflöden med lägre energiförbrukning," förklarar professor Renkun Chen, som lett projektet vid UC San Diegos Jacobs School of Engineering tillsammans med professorerna Shengqiang Cai och Abhishek Saha.
Teknologin bygger på ett särskilt konstruerat fibermembran med ett nätverk av små, sammankopplade porer som med hjälp av kapillärkraft drar kylvätska över ytan. När vätskan avdunstar leds värmen effektivt bort från elektroniken under. Vid tester klarade membranet värmeflöden på över 800 watt per kvadratcentimeter—en av de högsta nivåerna som någonsin uppmätts för passiva kylsystem.
Tidpunkten för innovationen är avgörande. Enligt Internationella energiorganet står datacenter idag för cirka 1,5 % av världens totala elförbrukning, där kylning kan utgöra upp till 40 % av ett datacenters energianvändning. Till 2030 beräknas datacenters elbehov mer än fördubblas till omkring 945 terawattimmar globalt, främst drivet av AI-applikationer.
Även om resultaten hittills är lovande påpekar professor Chen att teknologin fortfarande ligger under sitt teoretiska max. Teamet arbetar nu med att förfina membranet och förbereder integrering i prototyper av kylplattor för CPU:er och GPU:er. De har även startat ett företag för att kommersialisera teknologin, som kan bidra till att lösa energikrisen för AI-infrastruktur och samtidigt minska dess miljöpåverkan.