سیستم خنکسازی دوفازی نوین؛ راهکار کاهش مصرف انرژی در دیتاسنترهای هوش مصنوعی, هوش مصنوعی در حال تبدیل شدن به یکی از پرمصرفترین تکنولوژیهای دنیای مدرن است، اما چالش اساسی آن تولید گرما زیاد در پردازشهای سنگین است. دیتاسنترهایی که اجرای مدلهای هوش مصنوعی را میزبانی میکنند، دمای بسیار بالایی دارند و خنکسازی آنها بخش قابلتوجهی از برق مصرفی را به خود اختصاص میدهد.
با توسعه روزافزون زیرساختهای محاسباتی و افزایش تقاضا برای قدرت پردازش، این مسئله بحرانیتر خواهد شد. چانوو پارک، استاد مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه میزوری، در حال توسعه نسل جدیدی از سیستمهای خنککاری است که پتانسیل کاهش چشمگیر مصرف انرژی در مراکز داده را دارد. نسبت مستقیم بین خنکسازی و کارایی چیپ پارک معتقد است که تولید تراشههای پیشرفته و مدیریت حرارتی دو جنبه یک سکه هستند که از هم جدا شدنیاند.
بدون راهکار خنککاری کارآمد، اجزای سختافزاری نمیتوانند به حداکثر عملکرد برسند.کنند.
این مراکز ستون فقرات خدمات ابری، وبسایتها و اپلیکیشنهای مدرن محسوب میشوند. طبق آمارهای سال ۲۰۲۲، در ایالات متحده ۴ درصد از برق کل کشور توسط مراکز داده مصرف میشد که تقریباً نیمی از آن (۴۰ درصد) صرف سیستمهای تهویه و خنکسازی میگردید. پیشبینیها حاکی از افزایش این سهم با گسترش زیرساختهای هوش مصنوعی است.
پروژه و حمایت وزارت انرژی آمریکا وزارت انرژی آمریکا (DOE) با تخصیص بیش از ۴۰ میلیون دلار، طرحی به نام را راهاندازی کرده تا نوآوری در خنکسازی دیتاسنترها را تسریع نماید. تیم پژوهش اخیراً حدود ۱.۶۵ میلیون دلار از این را برای پیشبرد کار خود دریافت کرده است.
مکانیزم سیستم خنکسازی دوفازی پیشنهادی پارک و همکارانش در حال توسعه یک سیستم خنککاری دو فاز هستند که گرما را از طریق تغییر فاز مایع — مانند تبخیر در یک لایه نازک و متخلخل — بهصورت بسیار کارآمد منتقل میکند. ویژگی منحصر به فرد این روش امکان عملکرد منفعل در شرایط بار حرارتی پایین است، بهطوریکه بدون مصرف انرژی کار میکند.
با بهرهگیری از پدیده جوشش روی این سطح، میتوانیم به انتقال حرارتی با مقاومت حرارتی بسیار پایین برسیم. نتایج آزمایشی و افق تجاریسازی آزمایشهای اولیه نشان میدهد که تکنیکهای خنکسازی دو فاز میتوانند انرژی مورد نیاز برای کنترل دما در تجهیزات را بهشدت کاهش دهند. نتایج این پژوهش در ژورنال معتبر منتشر شده است. تیم پژوهشی در حال طراحی ماژولهایی است که بهراحتی به ردیفهای سرور متصل یا از آنها جدا میشوند.
پارک با خوشبینی محتاطانه انتظار دارد این فناوری در کمتر از یک دهه به فاز بهرهبرداری عملیاتی برسد، با وجود اینکه چالشهای فنی همچنان برای ải ết باقی ماندهاند.
