Ученые создали пассивный кулер с пористой мембраной для самых мощных чипов — он эффективнее традиционного
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали пассивную систему охлаждения на основе испарительной мембраны, которая существенно улучшает отвод тепла от мощных чипов, что особенно важно для современных дата-центров, сообщает SciTechDaily.
Новое решение не только предлагает эффективную и энергосберегающую альтернативу традиционным методам охлаждения, но также потенциально снижает количество воды, используемой во многих существующих системах.
На системы охлаждения в настоящее время приходится до 40% общего энергопотребления центров обработки данных. Учитывая нынешний рост и внедрение технологий искусственного интеллекта, глобальный спрос на энергию охлаждения может более чем удвоиться к 2030 году.
В недавно разработанной системе используется недорогая половолоконная мембрана со множеством взаимосвязанных микроскопических пор, которые всасывают охлаждающую жидкость за счет капиллярного эффекта. Когда жидкость испаряется, она отводит тепло от расположенных ниже электронных компонентов без необходимости подачи дополнительной энергии. Мембрана расположена над микроканалами, по которым движется жидкость, что позволяет эффективно отводить тепло от расположенного ниже оборудования.
«По сравнению с обычным воздушным или жидкостным охлаждением, испарение позволяет лучше рассеивать тепловой поток с меньшими энергозатратами».
говорит руководитель проекта Ренкун Чен, профессор кафедры машиностроения и аэрокосмической инженерии Инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Он говорит, что предыдущие попытки использовать пористые мембраны, которые имеют большую площадь поверхности, идеальную для испарения, потерпели неудачу из-за неподходящего размера пор: они были либо слишком маленькими, что приводило к засорению, либо слишком большими, что приводило к нежелательному кипению.
«Здесь мы используем пористые волокнистые мембраны с взаимосвязанными порами правильного размера. Такая конструкция обеспечивает эффективное испарение без этих недостатков».
Чен говорит
Предложенная учеными конструкция мембраны при испытаниях в условиях переменного теплового потока выдержала тепловую нагрузку, превышающую 800 Вт на квадратный сантиметр – одно из самых высоких значений, когда-либо зафиксированных для подобных систем охлаждения. Система также продемонстрировала стабильность в течение нескольких часов работы.
Однако, по мнению ученых, достигнутая производительность все еще значительно ниже теоретического предела технологии. Сейчас команда работает над усовершенствованием мембраны и оптимизацией ее производительности. Следующие шаги включают интеграцию решения в прототипы радиаторов — плоских компонентов, которые прикрепляются к чипам для рассеивания тепла. Команда также основала стартап для коммерциализации технологии.
