Учени създадоха пасивен охладител с пореста мембрана за най-мощните чипове – той е по-ефективен от традиционните

Изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего са създали пасивна охладителна система, базирана на изпарителна мембрана, която значително подобрява отвеждането на топлината от мощни чипове, което е особено важно за съвременните центрове за данни, съобщава SciTechDaily.

Новото решение не само предлага ефективна и енергоспестяваща алтернатива на традиционните методи за охлаждане, но и потенциално намалява количеството вода, използвано в много от съществуващите системи.

Понастоящем на системите за охлаждане се падат до 40% от общото потребление на енергия в центровете за данни. При сегашния растеж и внедряването на технологиите с изкуствен интелект световното търсене на енергия за охлаждане може да се увеличи повече от два пъти до 2030 година.

Новоразработената система използва евтина мембрана от кухи влакна с много взаимосвързани микроскопични пори, които засмукват охлаждащата течност чрез капилярен ефект. Когато течността се изпарява, тя отвежда топлината от електронните компоненти отдолу, без да е необходимо допълнително захранване. Мембраната е разположена над микроканалите, по които течността се движи, което позволява на топлината да се разсейва ефективно от оборудването отдолу.

„В сравнение с конвенционалното въздушно или течно охлаждане, изпарението позволява по-голямо разсейване на топлинния поток с по-малко вложена енергия.“

казва ръководителят на проекта Ренкун Чен, професор в катедрата по машинно и аерокосмическо инженерство в инженерното училище „Джейкъбс“ към Калифорнийския университет в Сан Диего

Той казва, че предишните опити за използване на порести мембрани, които имат голяма повърхност, идеална за изпаряване са се провалили поради неподходящи размери на порите: те са били или твърде малки, което е довело до запушване, или твърде големи, което е довело до нежелано кипене.

„Тук използваме порести мембрани от влакна с взаимосвързани пори с подходящ размер. Този дизайн осигурява ефективно изпарение без тези недостатъци.“

казва Чен

Дизайнът на мембраната, предложен от учените издържа на топлинни натоварвания над 800 вата на квадратен сантиметър, когато е тестван в условия на променлив топлинен поток – една от най-високите стойности, регистрирани някога за такива охладителни системи. Системата също така демонстрира стабилност в продължение на няколко часа работа.

Въпреки това, според учените, постигнатата производителност все още е доста под теоретичния предел на технологията. Сега екипът работи по усъвършенстването на мембраната и оптимизирането на нейната работа. Следващите стъпки включват интегриране на решението в прототипи на охлаждащи плочи – плоски компоненти, които се прикрепят към чипове, за да разсейват топлината. Екипът също така основа стартъп за комерсиализиране на технологията.