Інженери створили нову систему охолодження комп’ютерних чипів із чистої міді. За оцінками дослідників, її використання в сучасних дата-центрах може знизити витрати енергії на охолодження до 1,1% від загального споживання.
Про це пише видання Science alert.
Попит на сервіси штучного інтелекту та хмарні обчислення продовжує зростати, через що дата-центри стають більшими та споживають дедалі більше електроенергії. У США енергоспоживання серверів більш ніж утричі зросло між 2014 і 2023 роками. За прогнозами, до 2028 року цей показник може зрости ще вдвічі або навіть утричі. Майже половина енергії дата-центрів сьогодні витрачається не на самі обчислення, а на охолодження та допоміжні процеси.
Щоб розв’язати цю проблему, інженери з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн разом із компанією Fabric8Labs створили нову систему прямого охолодження чипів. Вона складається з мідних пластин, які кріпляться безпосередньо до чипів і відводять тепло за допомогою рідкого охолоджувача.
На поверхні пластин розміщені спеціальні виступи, або ребра, що збільшують площу контакту з охолоджувальною рідиною.
На відміну від традиційних прямокутних чи конічних форм, нові ребра мають загострені кінчики та нерівні краї, що дозволяє ефективніше передавати тепло.
Для створення нової конструкції дослідники використали метод топологічної оптимізації. Алгоритм багаторазово змінював форму базової моделі та оцінював, наскільки добре вона відводить тепло і скільки енергії потрібно для прокачування рідини через систему.
За словами інженера Ненада Мільковича, такий підхід дозволяє знайти конструкцію, яка одночасно забезпечує максимальну ефективність охолодження та мінімізує витрати енергії на роботу насосів.
Втім, складна форма ребер створила іншу проблему — їх важко виготовляти. Крім того, мідь добре проводить тепло, але погано підходить для звичайного 3D-друку. Через це попередні подібні системи часто виготовляли з алюмінієвих сплавів або нержавіючої сталі, які мають гірші теплові характеристики.
Щоб обійти ці обмеження, дослідники використали технологію електрохімічного адитивного виробництва (ECAM). Замість плавлення металу вона формує деталі шляхом послідовного електрохімічного нанесення шарів міді.
Мількович пояснив, що ECAM дозволяє створювати деталі з чистої міді з дуже високою точністю — до 30−50 мікрометрів, що менше за товщину людської волосини.
Випробування показали, що нові мідні пластини забезпечують до 32% ефективніше охолодження порівняно зі звичайними конструкціями з простими прямокутними ребрами. Також вони можуть зменшити втрати тиску до 68% за збереження того самого рівня охолодження.
Дослідники вважають, що їхню технологію можна використовувати не лише в дата-центрах. За словами Базмі, розроблений підхід підходить для широкого спектра завдань охолодження в різних галузях.
Читайте також:
