Umělá inteligence (AI) je v současnosti velmi žhavým tématem. Stejně tak jsou žhavá i datová centra, která tuto technologii pohánějí. A udržet tato centra v chladu vyžaduje obrovské množství energie. Problém se bude jen prohlubovat s tím, jak se výkonné počítače a zařízení založené na AI stanou běžnými. Proto výzkumníci vyvíjejí nový typ chladicího systému, který slibuje dramatické snížení energetických nároků.
Umělá inteligence (AI) je v současnosti velmi žhavým tématem. Stejně tak jsou žhavá i datová centra, která tuto technologii pohánějí. A udržet tato centra v chladu vyžaduje obrovské množství energie.
Problém se bude jen prohlubovat s tím, jak se výkonné počítače a zařízení založené na AI stanou běžnými. Proto výzkumník z University of Missouri Chanwoo Park vyvíjí nový typ chladicího systému, který slibuje dramatické snížení energetických nároků.
„Chlazení a výroba čipů jdou ruku v ruce,“ řekl Park, profesor strojního a leteckého inženýrství na Mizzou College of Engineering. „Bez správného chlazení se komponenty přehřívají a selhávají. Energeticky účinná datová centra budou klíčová pro budoucnost AI výpočtů.“
Řešení problémů zítřka
Datová centra jsou velká zařízení plná serverů, které obsahují počítačové čipy, jež ukládají a zpracovávají data. V podstatě jde o obrovská počítačová centra, která obsahují servery, na nichž běží webové stránky, mobilní aplikace a data z cloudu.
Jsou také energeticky náročná. V roce 2022 spotřebovala datová centra více než 4 % veškeré elektřiny v USA, přičemž 40 % této energie bylo vynaloženo na chlazení zařízení. S rostoucími nároky na datová centra bude potřeba ještě více energie.
Aby se tomu zabránilo, poskytlo americké ministerstvo energetiky výzkumníkům více než 40 milionů dolarů na hledání nových způsobů chlazení datových center. Park nedávno získal z této iniciativy, známé jako COOLERCHIPS, téměř 1,65 milionu dolarů.
V současnosti jsou datová centra chlazena buď ventilátory pohybujícími vzduchem, nebo kapalinou, která odvádí teplo od počítačových stojanů.
Park a jeho tým vyvíjejí dvou-fázový chladicí systém navržený tak, aby účinně rozptyloval teplo z čipů serverů prostřednictvím fázové změny, jako je například var kapaliny na páru v tenké, porézní vrstvě. Systém může pracovat pasivně bez spotřeby energie, když je potřeba menší chlazení. I v aktivním režimu, kdy se používá čerpadlo, spotřebovává pouze zanedbatelné množství energie.
„Kapalina se pohybuje různými směry a odpařuje se na tenkém kovovém povrchu,“ řekl Park. „Pomocí tohoto varného povrchu jsme schopni dosáhnout velmi účinného přenosu tepla s nízkým tepelným odporem.“
Systém také zahrnuje mechanické čerpadlo, které se aktivuje k absorpci většího množství tepla pouze v případě potřeby.
Počáteční testy ukazují, že dvou-fázové chladicí techniky drasticky snižují množství energie potřebné k udržení zařízení v chladu.
Tým nyní vyrábí chladicí systém – navržený tak, aby se snadno připojoval a odpojoval v serverových stojanech. Park doufá, že budou v provozu během příštího desetiletí, právě když se počítače poháněné AI stanou běžnými.
„Nakonec budou současné chladicí systémy mít svá omezení, a to je problém,“ řekl Park. „Snažíme se být o krok napřed a mít něco připravené a dostupné pro budoucnost AI výpočtů. Toto je futuristický chladicí systém.“
Parkova práce je v souladu s cíli Centra pro energetické inovace, budovy budované v kampusu, která umožní interdisciplinárním výzkumníkům řešit výzvy představované rostoucími energetickými obavami a rychlým růstem AI. Myšlenkou je využít pokročilé technologie k optimalizaci výroby, skladování a účinnosti energie.
„Centrum nám umožní prozkoumat další nápady a inovace kolem energeticky účinných procesů,“ řekl Park. „Jsou to komplexní problémy, které vyžadují různé oblasti odborných znalostí. Těším se na budoucí spolupráci.“
Zdroj: sciencedaily.com
