Технология за пасивно охлаждане на процесори, предложена от учени от Калифорнийския университет в Сан Диего, обещава да повиши енергийната ефективност в сървърните помещения до нови висоти. Новата разработка, базирана на влакнест материал, изпаряващ вода, е способна да разсейва 800 вата от всеки квадратен сантиметър повърхност, което се превърна в нов рекорд при метода на капилярното охлаждане.

До 2030 г. глобалното потребление на енергия в центровете за данни може да се удвои. Министерството на енергетиката на САЩ изчислява, че охлаждането на центровете за данни вече представлява 40% от общото им потребление на енергия и това бреме само ще нараства. Премахването на това от уравнението означава влагане на енергията в изчисленията, вместо буквално да се освобождава в атмосферата като парникови газове. Възможно е разработената в САЩ технология за пасивно охлаждане на чипове без вентилатори или помпи да помогне в тази благородна кауза.

Технологията се основава на използването на специално разработена влакнеста мембрана, която пасивно отвежда топлината от чипа, използвайки естествено изпаряване на влагата. Декларираната способност на мембраната да отвежда 800 W/cm2 се е превърнала в една от най-високите стойности за пасивните охладителни системи. И това не е еднократен ефект. Разработката демонстрира стабилна работа в продължение на няколко часа подред.

Създадената от учените мембрана има най-висока порьозност, което благодарение на капилярния ефект е позволило влагата да се разпределя равномерно по цялата площ и да се изпарява в горната част на мембраната. Докато течността се изпарява, тя естествено и безшумно отвежда топлината от микросхемите.

„В сравнение с традиционното въздушно или течно охлаждане, изпарението може да разсее повече топлинен поток, като същевременно консумира по-малко енергия“ — казва Ренкун Чен, професор по машиностроене в Калифорнийския университет в Сан Диего и съавтор на изследването.

Изследователите от Калифорнийския университет в Сан Диего са открили златната среда между твърде големите и твърде малки пори, балансирайки риска от неравномерно подаване на влага към повърхностите с опасността от запушване. Чрез проектиране на мрежа от пори с правилния размер, те са създали материал, който не само избягва тези недостатъци, но и осигурява водеща в индустрията производителност. И остава стабилен в продължение на часове при високи температури.

„Влакнестите мембрани, които представихме, първоначално бяха проектирани за филтрация и никой преди това не беше изследвал използването им при изпаряване. Осъзнахме, че техните уникални структурни характеристики – взаимосвързани пори и правилният размер на порите – биха могли да ги направят идеални за ефективното изпарително охлаждане. Бяхме изненадани, че с правилното механично подсилване не само издържаха на висок топлинен поток, но и работеха много добре под него“ — обясняват учените.

Екипът сега работи по интегрирането на технологията в „охлаждащи плочи“ – устройства, които се поставят директно върху процесорите, за да разсейват топлината. Те също така създадоха стартъп компания, за да пуснат технологията на пазара.