一个很酷的解决方案：设计下一代冷却系统，帮助数据中心提高能源效率
人工智能 (AI) 现在是热门话题。为该技术提供动力的数据中心同样热门。保持这些中心凉爽需要大量能源。随着高性能人工智能计算机和设备的普及，这一问题只会越来越严重。因此，密苏里大学研究员 Chanwoo Park 正在设计一种新型冷却系统，该系统有望大幅降低能源需求。
该研究成果发表在《应用热工程》杂志上。
密苏里大学工程学院机械与航空航天工程教授帕克表示：“冷却和芯片制造密不可分。如果没有适当的冷却，组件就会过热并发生故障。节能数据中心将成为未来人工智能计算的关键。”
解决明天的问题
数据中心是大型设施，里面装满了服务器，服务器内装有存储和处理数据的计算机芯片。它们基本上是巨大的计算机枢纽，里面装有运行网站、移动应用程序和云端数据的服务器。
它们还耗电。2022 年，数据中心消耗了美国全部电力的 4% 以上，其中 40% 的能源用于保持设备冷却。随着对数据中心的需求增加，所需的能源将更多。
目前，数据中心采用空气流动风扇或液体来冷却，以将热量从计算机机架中带走。
Park 和他的团队正在开发一种两相冷却系统，旨在通过相变高效地散发服务器芯片的热量，例如将液体在薄而多孔的层中煮沸成蒸汽。当需要较少的冷却时，该系统可以被动运行而不消耗任何能量。即使在使用泵的主动模式下，它也只消耗微不足道的能量。
“液体朝不同方向流动，在薄薄的金属表面蒸发，”帕克说。“利用这种沸腾表面，我们能够实现非常高效的热传递，同时降低热阻。”
该系统还包括一个机械泵，仅在需要时启动以吸收更多热量。
早期测试表明，两相冷却技术大大减少了保持设备冷却所需的能量。
该团队目前正在制造冷却系统——设计用于在服务器机架内轻松连接和断开。Park 希望它们能在未来十年内投入使用，就像人工智能计算机成为主流一样。
“最终，当前的冷却系统会受到限制，这就是问题所在，”帕克说。“我们正努力走在潮流前沿，为未来的人工智能计算做好准备。这是一个未来派的冷却系统。”
Park 的工作与能源创新中心的目标一致，该中心正在校园内建造，旨在让跨学科研究人员解决日益严重的能源问题和人工智能快速发展带来的挑战。该中心的理念是利用先进技术来优化能源生产、储存和效率。
“该中心将使我们能够探索更多有关节能工艺的想法和创新，”帕克说。“这些都是复杂的问题，需要不同领域的专业知识。我期待未来的合作。”
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