Η κάλυψη των παγκόσμιων απαιτήσεων αποθήκευσης δεδομένων είναι δαπανηρή, όσον αφορά τα χρήματα, την ενέργεια και τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο - αλλά ένα νέο υλικό θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την ψύξη των Data Center μας, ενώ παράλληλα θα κάνει τα ηλεκτρονικά του σπιτιού και της επιχείρησής μας περισσότερα ενεργειακά αποδοτικά.
Επί του παρόντος, συνήθως αναπτύσσονται ογκώδεις και ενεργοβόρες λύσεις ψύξης για να ψύξουν το υλικό που συγκρατεί τα δεδομένα μας, προσθέτοντας περίπου το 40% της συνολικής χρήσης ενέργειας του κέντρου δεδομένων (περίπου 8 τεραβατώρες κάθε χρόνο).
Η ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν και το Πανεπιστήμιο Σιτσουάν στην Κίνα εκτιμά ότι περίπου το 13% από αυτές τις 8 τεραβατώρες θα μπορούσε να εξοικονομηθεί από το νέο οργανικό υλικό θερμικής διεπαφής (TIM).
Το TIM αυξάνει σημαντικά τον ρυθμό με τον οποίο μπορεί να αφαιρεθεί η θερμότητα από τα ενεργά εξαρτήματα και να διοχετευθεί σε μια ψήκτρα ώστε να μεταφερθεί αέρας ή νερό.
Αυτό με τη σειρά του σημαίνει χαμηλότερη ζήτηση για τεχνολογίες ενεργού ψύξης, συμπεριλαμβανομένων των ανεμιστήρων και της υγρής ψύξης.
«Η κατανάλωση ενέργειας της υποδομής ψύξης για ενεργοβόρα κέντρα δεδομένων και άλλα μεγάλα ηλεκτρονικά συστήματα εκτοξεύεται», λέει ο επιστήμονας υλικών Guihua Yu, από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν.
«Αυτή η τάση δεν θα εξαφανιστεί σύντομα, επομένως είναι κρίσιμο να αναπτυχθούν νέοι τρόποι, όπως το υλικό που δημιουργήσαμε, για αποτελεσματική και βιώσιμη ψύξη συσκευών που λειτουργούν σε επίπεδα κιλοβάτ και ακόμη μεγαλύτερη ισχύ».
«Η κατανάλωση ενέργειας της υποδομής ψύξης για ενεργοβόρα κέντρα δεδομένων και άλλα μεγάλα ηλεκτρονικά συστήματα εκτοξεύεται», λέει ο επιστήμονας υλικών Guihua Yu, από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν.
«Αυτή η τάση δεν θα εξαφανιστεί σύντομα, επομένως είναι κρίσιμο να αναπτυχθούν νέοι τρόποι, όπως το υλικό που δημιουργήσαμε, για αποτελεσματική και βιώσιμη ψύξη συσκευών που λειτουργούν σε επίπεδα κιλοβάτ και ακόμη μεγαλύτερη ισχύ».
Σε μια διάταξη πειραματικών εργαστηριακών δοκιμών, το TIM μπόρεσε να διπλασιάσει την ποσότητα θερμότητας που θα μπορούσε να μεταφερθεί με ασφάλεια από κάθε τετραγωνικό εκατοστό ενός ηλεκτρονικού εξαρτήματος, σε σύγκριση με μια κορυφαία θερμική πάστα - μειώνοντας ταυτόχρονα τη συνολική θερμοκρασία του εξαρτήματος.
Η εγκατάσταση χρησιμοποιούσε μια αντλία ψύξης, η οποία αποτελεί μια συνήθη προστασία από την υπερθέρμανση, και το TIM μείωσε την κατανάλωση ενέργειας της αντλίας κατά 65%. Αυτό ήταν μόνο ένα παράδειγμα μικρής κλίμακας, αλλά δείχνει τη δυνατότητα μεταφοράς θερμότητας του υλικού.
«Αυτή η ανακάλυψη μας φέρνει πιο κοντά στην επίτευξη της ιδανικής απόδοσης που προβλέπεται από τη θεωρία, επιτρέποντας πιο βιώσιμες λύσεις ψύξης για ηλεκτρονικά υψηλής ισχύος», λέει ο Kai Wu, από το Πανεπιστήμιο Sichuan.
Το επόμενο βήμα είναι να δουλέψουν το υλικό σε μεγαλύτερα συστήματα και σε μεγαλύτερη ποικιλία σεναρίων, κάτι που οι ερευνητές βρίσκονται ήδη στη διαδικασία να κάνουν συνεργαζόμενοι με παρόχους κέντρων δεδομένων.
Οι αναλυτές αναμένουν ότι η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας στα κέντρα δεδομένων το 2028 θα είναι διπλάσια από ό,τι ήταν το 2023, λόγω των αυξανόμενων απαιτήσεων των μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης . Αυτό παρουσιάζει ένα πραγματικό πρόβλημα ενεργειακής ζήτησης - ένα πρόβλημα που οι επιστήμονες εργάζονται σκληρά για να λύσουν.
«Το υλικό μας μπορεί να επιτρέψει βιώσιμη ψύξη σε εφαρμογές έντασης ενέργειας, από κέντρα δεδομένων έως αεροδιαστημική, ανοίγοντας το δρόμο για πιο αποτελεσματικές και φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες», λέει ο Wu.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Nanotechnology.
Πηγή: Science Alert