Новая технология 3D-печати может значительно уменьшить энергопотребление дата-центров.

Группа инженеров под руководством профессора Ненада Мильковича из Центра кондиционирования и охлаждения Иллинойского университета в Урбане-Шампейне разработала инновационные охлаждающие пластины с оптимизированной топологией. Эти пластины способны значительно снизить энергозатраты на охлаждение гигаваттного центра обработки данных: с 500 мегаватт до всего лишь 11 мегаватт. Технология прямого жидкостного охлаждения процессоров, основанная на использовании медных «холодных пластин», изготовленных методом высокоточной электрохимической 3D-печати, демонстрирует улучшение эффективности теплового отвода на 32% по сравнению с существующими аналогами.

Современные полупроводники сталкиваются с проблемой перегрева, что требует значительных энергетических затрат. В типичном дата-центре мощностью 1 гигаватт около 500 мегаватт расходуется на системы охлаждения. Новые пластины позволяют снизить этот показатель до рекордных 11 мегаватт благодаря сложной внутренней архитектуре медных рёбер, контактирующих с хладагентом. Используя алгоритмы топологической оптимизации, учёные создали структуру, напоминающую ветви дерева, что увеличивает площадь теплообмена и снижает сопротивление потоку жидкости, уменьшая падение давления на 68%.

Эти сложные трёхмерные структуры стали возможны благодаря сотрудничеству с компанией Fabric8Labs из Сан-Диего, разработавшей технологию электрохимического аддитивного производства (ECAM). В отличие от традиционной 3D-печати металлом, метод ECAM позволяет наращивать медь слой за слоем из раствора на атомном уровне, что обеспечивает высочайшее разрешение. Это даёт возможность создавать детали, которые невозможно произвести методами литья или фрезеровки. Профессор Милькович отметил, что древовидные структуры эффективно распределяют тепловые потоки, делая жидкостное охлаждение значительно более эффективным, чем воздушные системы.

На данный момент прототипы успешно прошли лабораторные испытания. Следующим этапом станет демонстрация технологии на реальных чипах в гипермасштабируемых серверах крупнейших облачных провайдеров. В условиях, когда спрос дата-центров на электроэнергию может утроиться к 2028 году, внедрение таких оптимизированных систем охлаждения становится критически важным для устойчивого развития IT-индустрии и стабильности национальных энергосистем.

Источник