Pasywna membrana chłodząca to najnowszy wynalazek, który może znacząco obniżyć zużycie energii potrzebne do chłodzenia centrów i baz danych. W dobie zapotrzebowania na sztuczną inteligencję wydajność tradycyjnych systemów chłodzenia przestaje odpowiadać rosnącym potrzebom energetycznym. Innowacyjna membrana zarówno efektywnie odprowadza ciepło, jak i zachowuje stabilność w warunkach dużego obciążenia.

Współczesne zapotrzebowanie na systemy chłodzenia

Wraz z postępującą cyfryzacją, powstaje potrzeba gromadzenia i przetwarzania coraz większej ilości danych. Mimo nowoczesnych serwerów, energia potrzebna do ich ochłodzenia niejednokrotnie przewyższa energię potrzebną do samego przetwarzania danych. Popularyzacja sztucznej inteligencji sprawiła, że serwery są dodatkowo przeciążone generowaniem informacji, przez co wymagają jeszcze większej siły chłodzenia. Obecnie odpowiada ono za 40% całkowitego zużycia energii w centrach danych. Jeśli ten trend się utrzyma, globalne zużycie energii przeznaczone na chłodzenie może wzrosnąć ponad dwukrotnie do 2030 r. 

Lód zamiast klimatyzacji. Jak wieżowiec w Nowym Jorku obniża rachunki za prąd nawet o 40%

Innowacyjna membrana chłodząca – jak działa?

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego opracowali nową metodę chłodzenia wyparnego, która ma szansę obniżyć zużycie energii w centrach danych. Technologia wykorzystuje włóknistą membranę z siecią maleńkich, połączonych porów, które wciągają płyn chłodzący poprzez działanie kapilarne. Membrana znajduje się na mikrokanalikach nad elektroniką, wciągając płyn, który przepływa przez kanały. Poprzez odparowywanie płynu skutecznie usuwa ciepło z elektroniki, nie generując przy tym dodatkowej energii. 

W porównaniu z tradycyjnym chłodzeniem powietrzem lub cieczą, parowanie pozwala rozproszyć większy strumień ciepła przy jednoczesnym zużyciu mniejszej ilości energii – powiedział prof. Renkun Chen, jeden z kierowników projektu.

Poprzednie nieudane próby zakładały użycie porowatych membran, których duże powierzchnie byłyby idealnym podłożem do parowania, gdyby nie zbyt małe pory. Najbardziej wydajna okazała się membrana włóknista, zarządzając strumieniami ciepła przekraczającymi 800 W/cm2 przez wiele godzin pracy. Nawet podczas mechanicznego wzmocnienia systemów, membrana nie tylko wytrzymywała wysoki poziom ciepła, ale i działała przy tym równie efektywnie. Był to jeden z najwyższych poziomów odnotowanych dla tego rodzaju systemu chłodzenia. Dzięki strukturze włóknistej i kapilarnym porom membrana osiąga jeden z najwyższych poziomów rozpraszania ciepła spośród dotychczas testowanych materiałów. Zespół inżynierów pracuje obecnie nad udoskonaleniem membrany i optymalizacją jej wydajności. Zdaniem profesora Chena ta technologia nadal działa poniżej teoretycznego limitu. Kolejnymi krokami będzie integracja z prototypami płyt chłodniczych – płaskimi komponentami mocowanymi do układów scalonych, np. procesorów CPU lub GPU, w celu rozproszenia ciepła. W przygotowaniu jest również start-up, który ma na celu skomercjalizowanie tej technologii. Dalsze prace nad membraną mogą stanowić odpowiedź na rosnące wyzwania związane z chłodzeniem serwerów wysokiej wydajności. To także przyszłość dla nieuchronnego rozwoju sztucznej inteligencji, generującej ogromne ilości energii oraz szansa na obniżenie jej kosztów.

Zobacz też: Eko-drogi: czy polskie autostrady mogą generować energię z ruchu?

Źródła: Cooling Post, ScienceDaily

Fot: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.