Медни плочи могат да променят охлаждането на AI центровете за данни

Учени разработиха нов тип медни охлаждащи плочи, които могат значително да намалят енергията, необходима за охлаждането на сървърите в центровете за данни. Технологията е насочена към един от най-сериозните проблеми, свързани с бързото разрастване на изчислителната инфраструктура за изкуствен интелект – огромното количество топлина, генерирано от мощните процесори.

Изследователи от САЩ са използвали алгоритми за топологична оптимизация, за да създадат по-ефективна конструкция на охлаждащите плочи. След това разработката е произведена от чиста мед чрез усъвършенстван метод за 3D принтиране, който позволява създаването на изключително фини структури.

Медта е особено подходящ материал за тази задача заради високата си топлопроводимост – около 400 W/m·K. Това позволява топлината от компютърните чипове да бъде отвеждана по-бързо, докато охлаждащата течност преминава през специално оформените ребра на плочата.

Новият дизайн е предназначен за т.нар. директно течно охлаждане на чипа, при което охлаждащата течност циркулира непосредствено през плочата, прикрепена към процесора. По този начин топлината се отвежда директно от източника, вместо да се разсейва първоначално във въздуха.

При експериментите оптимизираната медна плоча показва до 32% по-ниско термично съпротивление при еднакъв дебит на охлаждащата течност. При еднакво термично съпротивление спадът на налягането е до 68% по-нисък спрямо конвенционалните конструкции с щифтови ребра.

Това е важно, защото охлаждането на мощните AI системи изисква не само отвеждане на топлината, но и енергия за циркулация на охлаждащата течност. По-ниското съпротивление означава, че помпите могат да работят с по-малко натоварване.

Според изчисленията на изследователите подобна технология би могла да намали дела на енергията, необходима за охлаждане, до около 1,1% от общото потребление на центъра за данни при разглежданите условия. За сравнение, при използване на традиционно въздушно охлаждане този дял може да бъде около 30%.

Това обаче не означава, че цялото потребление на електроенергия на един център за данни ще намалее с 90%. Основната полза е свързана именно с енергията за охлаждане, докато самите AI процесори и останалото оборудване продължават да изискват огромни количества електричество.

Разработката идва на фона на стремително нарастващото потребление на ресурси от AI центровете за данни. Сървърите с мощни графични процесори отделят огромни количества топлина и изискват все по-ефективни системи за отвеждането ѝ.

Новата технология може да помогне за ограничаване на този разход, но има и сериозно икономическо препятствие – цената на медта. Металът е ключов материал за електрическите мрежи, кабелите, електрониката, соларните панели и редица други технологии, а търсенето му вече е високо.

Допълнителното използване на мед в центровете за данни би могло да увеличи натиска върху пазара. Производството на нови центрове за данни само по себе си вече изисква значителни количества метал за електрическата инфраструктура, захранването и самото оборудване.

Цената на медта се повишава и заради проблеми с добива и ограниченото предлагане, докато търсенето продължава да расте. Допълнителен фактор са и търговските политики и митата, които влияят върху пазара на метала.

Това създава своеобразен парадокс. Медните охлаждащи плочи могат да направят AI инфраструктурата по-енергийно ефективна, но масовото им използване би увеличило търсенето на един от вече силно търсените промишлени метали.

Засега технологията е на изследователски етап и предстои да бъде доказано доколко лесно и икономически изгодно може да бъде внедрена в мащаба на големите центрове за данни. Самите изследователи обаче смятат, че методът за оптимизиране на конструкцията и производството може да бъде приложен и при други системи за охлаждане на електронно оборудване.

Ако технологията достигне до широко промишлено приложение, тя би могла да помогне на операторите на центрове за данни да ограничат част от огромните разходи за охлаждане. Това ще бъде все по-важно с увеличаването на мощността на AI процесорите и изграждането на нови центрове за изкуствен интелект по света.