Спеціальні мідні пластини можуть скоротити енерговитрати дата-центрів на 30%

Команда інженерів-механіків з Університету Іллінойсу розробила революційну технологію рідинного охолодження чипів, яка здатна радикально змінити енергоефективність центрів обробки даних. Згідно з дослідженням, опублікованим в журналі Cell Reports Physical Science, нова розробка дозволяє знизити частку витрат на охолодження до рекордних 1,1% від загального енергоспоживання дата-центру.

Для порівняння, традиційні системи повітряного охолодження сьогодні «спалюють» понад 30% усієї енергії ЦОД.

Головна проблема сучасних чипів - колосальне тепловиділення, з яким повітряні потоки вже не справляються. Вчені запропонували використовувати мідні пластини прямого охолодження (cold plates), дизайн яких розробив математичний алгоритм.

Використовуючи метод топологічної оптимізації, алгоритм поступово змінював форму металевих «ребер» пластини. Результатом стала складна конструкція із загостреними верхівками та зазубреними краями, яка забезпечує максимальну площу контакту з охолоджувальною рідиною при мінімальному опорі потоку.

Оскільки таку складну форму неможливо виготовити традиційними методами, дослідники звернулися до компанії Fabric8. Вони використали електрохімічне адитивне виробництво (ECAM) — просунутий метод 3D-друку, який шар за шаром вибудовує структуру з чистої міді.

«ECAM дозволяє створювати деталі з чистої міді з точністю до 30–50 мікрометрів, що менше за ширину людської волосини», - пояснює Ненад Мількович (Nenad Miljkovic), професор Університету Іллінойсу.

Випробування показали, що нові пластини працюють на 32% ефективніше за звичайні аналоги, а зусилля, необхідні для прокачування рідини крізь них, знизилися на 68%.

Масштаби економії на рівні всієї індустрії вражають. Для порівняння, сьогодні дата-центр потужністю 1 ГВт витрачає додатково 550 МВт на повітряне охолодження. З новою технологією тому ж дата-центру знадобиться лише 11 МВт для охолодження.

«Охолодження - це вузьке місце в дизайні комп’ютерних чипів», - зазначає провідний автор дослідження Бехнуд Базмі (Behnood Bazmi). - «Наш підхід прокладає шлях до енергоефективного майбутнього для всієї електроніки».

За прогнозами, до 2028 року дата-центри споживатимуть до 12% усієї електроенергії США. Впровадження подібних систем рідинного охолодження може стати вирішальним фактором для запобігання енергетичній кризі в епоху бурхливого розвитку AI.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI