Специалисты из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (UIUC) представили инновационный метод создания охлаждающих пластин для систем жидкостного охлаждения в центрах обработки данных, полностью выполненных из меди. По заявлению разработчиков, данное решение способно существенно улучшить энергетическую эффективность серверного оборудования.
Авторы работы подчеркивают, что производители комплектующих для СЖО часто ставят во главу угла экономичность изготовления водоблоков, жертвуя их производительностью. В частности, многие компании предпочитают использовать алюминиевые сплавы вместо меди, так как они проще в обработке. Однако такие материалы отличаются меньшей теплопроводностью, что снижает эффективность отвода тепла. К тому же, традиционная конструкция охлаждающих пластин включает ребра простых форм — прямоугольных параллелепипедов, конусов или цилиндров.
Источник изображения: cell.com
Исследователи выбрали другой путь. Они применили метод топологической оптимизации для создания ребер нестандартной геометрии. За основу была взята классическая конструкция, которая затем дорабатывалась с помощью математических алгоритмов. На каждом этапе оценивались такие важные параметры, как способность к охлаждению и объем энергии, требуемый для перемещения жидкости вокруг ребер. В итоге была выбрана форма с острыми вершинами и зубчатыми краями.
Источник изображения: cell.com
Сообщается, что оптимизированный водоблок, по сравнению с традиционными моделями (с ребрами в форме параллелепипедов), обеспечивает прирост эффективности охлаждения на 32 %. Согласно расчетам, для СЖО, оснащенной такими пластинами, потребуется лишь 1,1 % от общего энергопотребления дата-центра. Для сравнения: при воздушном охлаждении этот показатель может достигать 30 %, а для других систем жидкостного охлаждения — от 5 до 15 %.
Однако для выпуска новых пластин традиционные методы производства оказываются непригодными из-за сложной геометрии рёбер. В связи с этим участники проекта решили обратиться к компании Fabric8Labs, использующей технологию электрохимического аддитивного производства (ECAM) — способа 3D-печати металлом. Этот метод даёт возможность создавать детали из чистой меди с исключительно высокой точностью — до 30–50 мкм, что тоньше человеческого волоса. О конкретных сроках вывода предложенного решения на рынок информации пока нет. Примечательно, что сама Fabric8Labs пару лет назад представила аналогичный водоблок, но с . А предлагают вовсе отказаться от стандартных водоблоков, формируя каналы для охлаждающей жидкости прямо на поверхности чипов.
Источники:
