Korábban már beszámolt az NRGreport arról, hogyan formálja át a mesterséges intelligencia a jövő energiaiparát, és miért válik egyre fontosabbá a fenntarthatóbb energiafelhasználás. De mitől ennyire energiafalók az AI-adatközpontok, és hogyan lehetne csökkenteni a fogyasztásukat?
A nagy teljesítményű, mesterséges intelligenciát kiszolgáló chipek működés közben hatalmas mennyiségű hőt termelnek, amit folyamatosan el kell vezetni.
A hűtés ezért az adatközpontok egyik legnagyobb energiafogyasztójává vált.
Sőt, egyes becslések szerint a létesítmények teljes villamosenergia-fogyasztásának akár 30 százalékát is elviheti.
Az Illinois-i Egyetem Urbana-Champaign kutatóinak új fejlesztése éppen erre a problémára próbál megoldást kínálni. A Behnood Bazmi vezetésével készült kutatásban olyan tiszta rézből készült hűtőlemezt fejlesztettek, amely speciális belső szerkezetének köszönhetően kisebb folyadékellenállás mellett hatékonyabban vezeti el a hőt közvetlenül a processzorról.
A közvetlen folyadékhűtés lényege viszonylag egyszerű: egy fém hűtőlemezt helyeznek közvetlenül a processzorra, amelynek apró csatornáiban hűtőfolyadék kering. Ez veszi fel és szállítja el a chip által termelt hőt.
A hagyományos hűtőlemezekben általában egyszerű, szabályos bordákat és csatornákat alakítanak ki. Ezek jól működnek, de van egy komoly hátrányuk: akadályozzák a folyadék áramlását, miközben a hőátadásra használható felületük is korlátozott.
Az amerikai kutatók ezért ezúttal egy algoritmusra bízták a hűtőlemez belsejének megtervezését.
Az eredmény nem a megszokott egyenes csatornarendszer lett. Az algoritmus elágazó, szinte organikus formákat hozott létre, amelyek nagyobb felületen érintkeznek a hűtőfolyadékkal, miközben az könnyebben tud áthaladni rajtuk.
Az eljárással rétegről rétegre építették fel a tiszta rézből készült hűtőlemezeket, és akár 100 mikrométernél kisebb részleteket is létre tudtak hozni. Ez tette lehetővé a rendkívül apró és összetett belső csatornák kialakítását.
A laboratóriumi eredmények alapján az új megoldás nemcsak papíron működik. Az optimalizált hűtőlemezek hőellenállása 32 százalékkal csökkent, vagyis azonos folyadékáramlás mellett hatékonyabban vezették el a processzor által termelt hőt.
Még nagyobb különbséget mértek az áramlásnál: azonos hűtési teljesítmény mellett 68 százalékkal kisebb volt a nyomásesés.
Vagyis jóval kevesebb energia kell ahhoz, hogy a hűtőfolyadékot átmozgassák a rendszeren.
Adatközponti méretekben pedig már egy ilyen különbség is rengeteget számíthat. A kutatók számításai szerint közvetlen chipfolyadék-hűtéssel a hűtés energiaigénye elméletileg a teljes fogyasztás körülbelül 1,1 százalékára csökkenthető.
Ha pedig kevesebb áram megy el a hűtésre, több marad magukra a számításokra. Ez akár azt is lehetővé teheti, hogy ugyanabban az adatközpontban több szerver működjön anélkül, hogy ehhez rögtön jelentősen növelni kellene az elektromos hálózati kapacitást.
A megoldás ráadásul nemcsak a hagyományos adatközpontoknál lehet érdekes. A mesterségesintelligencia-klaszterek és szuperszámítógépek ugyanezzel a problémával küzdenek: egyre nagyobb teljesítményt kell egyre kisebb helyen lehűteni.
A biztató eredmények ellenére azért még nem érdemes arra számítani, hogy hamarosan minden adatközpontban ilyen hűtőlemezek dolgoznak majd.
Az egyik akadály az ár. A réz kiváló hővezető, de jóval drágább az alumíniumnál, ami nagy mennyiségű gyártásnál már komoly költséget jelenthet.
Ráadásul az új hűtőlemezeket eddig laboratóriumi körülmények között, egyedi darabokként tesztelték. A következő fontos kérdés az lesz, hogyan viselkednek éveken át tartó folyamatos használat mellett.
A kutatóknak többek között azt is meg kell vizsgálniuk, mennyire ellenállók a korrózióval szemben, illetve hogy az apró belső csatornák idővel mennyire hajlamosak az eltömődésre.
Ha ezeket a problémákat sikerül megoldani, az új hűtési technológia jóval kevesebb energiával teheti kezelhetővé az egyre nagyobb teljesítményű chipek által termelt hőt.
Kiemelt kép forrása: Unsplash
S.Rita
