Nova tehnologija hlađenja mogla bi znatno smanjiti energetsku potrošnju podatkovnih centara

Kako se umjetna inteligencija i računalstvo u oblaku sve više šire, rastu i količina podataka koje treba obraditi i toplina koju ti procesi generiraju. Danas čak do 40 posto ukupne energije podatkovnih centara odlazi na hlađenje. Ako se ovakav trend nastavi, globalna potrošnja energije za hlađenje mogla bi se više nego udvostručiti do 2030. godine. No, novo istraživanje sa Sveučilišta Kalifornija u San Diegu donosi rješenje koje bi moglo promijeniti pravila igre.

Riječ je o inovativnoj tehnologiji pasivnog hlađenja temeljenog na posebno izrađenoj vlaknastoj membrani, koja toplinu uklanja isparavanjem i to bez potrebe za dodatnom energijom. U usporedbi s tradicionalnim sustavima poput ventilatora, toplinskih cijevi i pumpi za tekućinu, ovaj sustav ne samo da koristi manje energije, već i značajno smanjuje potrošnju vode, što je još jedna od slabih točaka današnjih sustava hlađenja.

U središtu sustava nalazi se membrana isprepletenih vlakana, čije su pore pažljivo optimirane kako bi omogućile učinkovito isparavanje rashladne tekućine. Kroz kapilarni učinak membrana vuče tekućinu iz mikrokanala smještenih neposredno iznad elektroničkih komponenti, a dok ona isparava toplina se pasivno odvodi.

"Isparavanje može ukloniti više topline nego konvencionalni zračni ili tekući sustavi, uz manju potrošnju energije", pojašnjava profesor Renkun Chen s Odsjeka za strojarstvo i zrakoplovno inženjerstvo Sveučilišta UC San Diego, koji je vodio projekt zajedno s kolegama profesorima Shengqiangom Caijem i Abhishekom Sahom.

Zanimljivo je da vlaknaste membrane koje su korištene u ovom projektu izvorno nisu bile razvijene za hlađenje, već za filtraciju. No njihova jedinstvena struktura, mreža međusobno povezanih pora točno odgovarajuće veličine, pokazala se iznimno učinkovitom i stabilnom u upravljanju ekstremnim toplinskim opterećenjima. Prijašnji pokušaji s poroznim membranama često su propadali jer su pore bile ili preuske, pa su se brzo začepile, ili preširoke, što bi izazvalo neželjeno ključanje.

U testiranjima na varijabilnim toplinskim tokovima, nova membrana postigla je rekordne performanse – podnijela je više od 800 W/cm², što je među najvišim vrijednostima ikad zabilježenima za sustave ovakvog tipa. Još važnije, stabilno je radila i nakon više sati neprekidnog korištenja.

Iako su prvi rezultati iznimno ohrabrujući, tim upozorava da je tehnologija još daleko od svojih teorijskih granica. Sljedeći koraci uključuju integraciju membrana u prototipove takozvanih hladnih ploča, koje se direktno pričvršćuju na procesore poput CPU-a i GPU-a kako bi učinkovito odvlačile toplinu. Osim toga, istraživači planiraju osnovati startup koji bi tehnologiju mogao prenijeti u komercijalnu primjenu.