Зі стрімким зростанням штучного інтелекту та хмарних обчислень дата-центри стикаються з дедалі більшими труднощами у відведенні інтенсивного тепла від високопродуктивних процесорів. Проривне рішення інженерів Каліфорнійського університету в Сан-Дієго може змінити підходи до терморегулювання у таких об’єктах.
Команда створила пасивну випарну мембрану, яка забезпечує рекордне відведення тепла без додаткових витрат енергії. На відміну від традиційних систем охолодження, що покладаються на енергоємні вентилятори, насоси й компресори, ця інновація використовує базові фізичні принципи для природного й ефективного відведення тепла.
«Порівняно з традиційним повітряним або рідинним охолодженням, випаровування може відводити більший тепловий потік при меншому енергоспоживанні», — пояснює професор Ренкун Чен, який керував проєктом разом із професорами Шенцян Цаєм та Абхішеком Сахою з Інженерної школи Джейкобса при UC San Diego.
Технологія базується на спеціально розробленій волоконній мембрані з мережею дрібних взаємопов’язаних пор, які завдяки капілярному ефекту розподіляють охолоджувальну рідину по поверхні. Під час випаровування рідини тепло ефективно відводиться від електроніки під мембраною. Під час випробувань мембрана впоралася з тепловим потоком понад 800 ват на квадратний сантиметр — це один із найвищих показників для пасивних систем охолодження.
Інновація з’явилася у вкрай важливий момент. За даними Міжнародного енергетичного агентства, дата-центри нині споживають близько 1,5% світової електроенергії, причому на охолодження припадає до 40% цього обсягу. До 2030 року попит на електроенергію для дата-центрів може зрости більш ніж удвічі — до 945 терават-годин на рік, переважно через застосування ШІ.
Попри обнадійливі результати, професор Чен зазначає, що технологія ще не досягла свого теоретичного максимуму. Команда вдосконалює мембрану та готується інтегрувати її у прототипи холодних пластин для CPU та GPU. Вчені також заснували стартап для комерціалізації цієї технології, яка може допомогти вирішити енергетичну кризу інфраструктури ШІ та знизити її вплив на довкілля.