Представлена новая концепция охлаждения серверов

Фото из открытых источников

Инженерами из университета Иллинойса в Урбане-Шампейне в тандеме с коллегами из американской компании Fabric8Labs разработана новая система жидкостного охлаждения для компьютерных чипов, способная понизить расходы на охлаждение дата-центров до 1,1% от общих объемов потребления энергии. Соответствующая статья опубликована в журнале Cell Reports Physical Science.

Рост спроса на различные вычисления привёл к увеличению объёмов и числа дата-центров. К 2028 году энергопотребление серверов только в Штатах может достичь 12% от общей нагрузки на энергосеть страны. Но около половины электроэнергии приходится тратить не на собственно вычисления, а на охлаждение оборудования и иные нужды. Привычный воздушный обдув уже не может справиться с тепловыделением современных процессоров.

Инженеры предложили альтернативу: использование медных пластин с ребрами сложной формы, что крепят к процессорам, они омываются жидким хладагентом. У меди отличная теплопроводность, но её сложно обрабатывать обычными методами аддитивного производства. Авторы новой работы применили для создания деталей способ электрохимического аддитивного производства, позволяющего создавать медные слои с точностью до 30−50 микрометров.

Форму охлаждающих ребер рассчитали при помощи математического алгоритма топологической оптимизации. Он позволил компьютерной программе подобрать оптимальную конфигурацию с зазубренными краями и заостренными концами, максимально увеличив площадь контакта с жидкостью.

Эта форма продуктивно решает гидравлическое противоречие: не только активирует отвод тепла на 32% в сравнении со стандартными прямоугольными ребрами, но одновременно понижает перепад давления на 68%. То есть, для прокачки хладагента через систему нужно теперь намного меньшую мощность насосов. Авторы разработки уверены, что новинка даст возможность заметно удешевить эксплуатацию серверов нового поколения.