Дата-центры будущего смогут отапливать дома благодаря пассивному охлаждению с помощью тепловых трубок

Ни для кого не секрет, что современные дата-центры потребляют огромное количество энергии, значительная часть которой тратится на охлаждение серверов и высокопроизводительных компонентов. По мере роста спроса на вычислительную мощность, особенно для искусственного интеллекта и обработки больших данных, традиционные системы охлаждения становятся все более неэффективными и дорогими в эксплуатации. Решение может предложить другой подход к охлаждению.

В рамках европейского исследовательского проекта AM2PC исследователи разработали многообещающую пассивную систему охлаждения, напечатанную на 3D-принтере из алюминия, которая работает без вентиляторов и насосов. Принцип его работы основан на двухфазном термическом цикле: охлаждающая жидкость испаряется на горячей поверхности чипа, поднимается вверх, конденсируется и затем под действием силы тяжести возвращается вниз. Такой подход уже давно используется в системах охлаждения на тепловых трубках, но в случае с AM2PC он выводит его на новый уровень.

Объемный штамп из алюминиевого порошка (вероятно, спеченного лазером) образует одновременно рабочую камеру для охлаждающей жидкости и выход для внешнего изолированного контура отвода тепла. Разработчики считают, что такой метод изготовления компонентов системы охлаждения сохраняет гибкость конструкции, обеспечивая при этом герметичность среды. На начальном этапе отвода тепла система работает пассивно, не требуя питания для вентиляторов или насосов.

Кроме того, более высокие температуры в камерах пассивного охлаждения (60–80°C) открывают возможности для повторного использования тепла — например, в системах централизованного теплоснабжения или промышленных процессах, если такие объекты расположены рядом с центрами обработки данных, а также в теплицах. Однако исследователи не изучали эти приложения напрямую.

Использование 3D-печати для создания сложных компонентов системы охлаждения также снижает затраты на материалы и упрощает переработку, поскольку все компоненты могут быть изготовлены из одного материала, пригодного для вторичной переработки. Предварительные оценки жизненного цикла компонентов, произведенных таким способом, показывают, что выбросы CO₂ на единицу могут быть сокращены на 25–30%.

Разработка AM2PC демонстрирует потенциал сочетания передовых технологий аддитивного производства и термодинамических принципов для решения одной из ключевых проблем управления энергопотреблением центров обработки данных. С увеличением вычислительных нагрузок и повышенным вниманием к устойчивому развитию такие технологии могут стать стандартной практикой проектирования будущих инфраструктур. Интеграция пассивного охлаждения может не только снизить эксплуатационные расходы, но и увеличить срок службы оборудования за счет более стабильных рабочих температур.

При этом следует отметить, что отсутствие стандартизации и заводское производство комплектующих по определению не могут привести к существенной экономии (если они вообще возможны). Кроме того, изготовление по индивидуальному заказу означает отсутствие стандартизированных конструкций и планирования, что в конечном итоге может усложнить обслуживание таких систем охлаждения.