Исследователи из Университета Техаса представили инновационную технологию охлаждения, которая может кардинально изменить методы управления тепловыми режимами в электронике. Команда под руководством профессора Гуйхуа Юй разработала новый термоинтерфейсный материал, способный эффективно отводить тепло от электронных устройств, что снижает или исключает необходимость в плотном охлаждении.
Смесь жидкого металла и нитрида алюминия образовала материал, который превосходит текущие коммерческие аналоги в термической проводимости, делая его идеальным для использования в системах охлаждения. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Nanotechnology.
_large.jpg "Новая система охлаждения для дата-центров может уменьшить потребление энергии на 13%")
Как отметила профессор Юй, растущее энергопотребление в охлаждении центров обработки данных и крупных электронных систем подчеркивает необходимость создания новых эффективных и стабильных стратегий отвода тепла от устройств с мощностью в киловатты и выше.
Доля охлаждения в энергопотреблении дата-центров составляет около 40%, что в абсолютных величинах достигает 8 тераватт-часов ежегодно. Исследователи полагают, что их нововведение может уменьшить потребности в охлаждении на 13%, что эквивалентно снижению на 5% общего энергопотребления таких объектов — значительная экономия при массовом внедрении технологии. Это также может повысить вычислительные мощности за счет эффективного вывода тепла.
Это открытие является частью стремления полностью раскрыть потенциал термоинтерфейсных материалов, которые должны способствовать отводу тепла от электронных устройств и, таким образом, уменьшению потребности в их охлаждении. Существует, однако, расхождение между теоретической эффективностью этих материалов и реальными результатами испытаний.
Новые разработки в этом проекте позволили преодолеть этот разрыв. Материал способен отводить 2760 Ватт тепла с небольшой площади 16 квадратных сантиметров и снижать энергорасход на охлаждающий насос, значимую часть общей задачи охлаждения устройств, на 65%.
Как заметил Кай Ву, ведущий автор исследования в лаборатории Юй, «этот прорыв приближает нас к достижению идеальной производительности, предсказанной теорией, что позволит разрабатывать более устойчивые решения для охлаждения высокомощной электроники. Наш материал потенциально обеспечивает стабильное охлаждение в энергоёмких приложениях, от дата-центров до аэрокосмической отрасли, прокладывая путь к более эффективным и экологически чистым технологиям».
Ожидается, что стремительный рост искусственного интеллекта и продолжающееся развитие технологий приведут к увеличению спроса на дата-центры, что в свою очередь потребует больше энергии для их питания и охлаждения.
Компания Goldman Sachs ранее в этом году спрогнозировала, что к 2030 году потребление электроэнергии в дата-центрах увеличится на 160%. Считается, что искусственный интеллект сам по себе увеличит энергопотребление дата-центров на 200 тераватт-часов в год между 2023 и 2030 годами.
Для создания охлаждающего материала исследователи использовали процесс, известный как механохимия, который позволяет контролируемо смешивать жидкий металл и нитрид алюминия, создавая градиентные интерфейсы, которые облегчают поток тепла.
Исследователи протестировали свои материалы на небольших лабораторных прототипах и теперь работают над масштабированием производства и подготовкой образцов для тестирования с партнерами из дата-центров.
Источник: iXBT
