Американские исследователи из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (UIUC) разработали новую технологию изготовления полностью медных охлаждающих пластин для СЖО в дата-центрах. Предложенное решение, как утверждается, способно значительно повысить энергоэффективность серверов.
Авторы проекта отмечают, что производители компонентов для СЖО зачастую отдают приоритет стоимости изготовления водоблоков, а не их производительности. В частности, многие компании отказываются от применения меди в пользу различных алюминиевых сплавов, с которыми проще работать. Однако такие материалы обладает более низкой теплопроводностью, из-за чего ухудшается эффективность охлаждения. При этом конструкция самих охлаждающих пластин предполагает наличие рёбер простой формы — прямоугольных параллелепипедов, конусов или цилиндров.
Исследователи применили иной подход. Они использовали метод топологической оптимизации для проектирования рёбер сложной формы. В качестве базового варианта была взята традиционная конструкция, которая затем изменялась на основе математических алгоритмов. Для каждой итерации оценивались такие ключевые показатели, как охлаждающая способность и количество энергии, необходимое для прокачки жидкости мимо рёбер. В результате была выбрана конфигурация с заостренными вершинами и зазубренными краями.
Утверждается, что оптимизированный водоблок по сравнению с традиционными аналогами (с рёбрами в виде параллелепипедов) позволяет повысить эффективность охлаждения на 32 %. По оценкам, для СЖО с такими пластинами потребуется всего 1,1 % энергии, которую потребляет дата-центр в целом. Для сравнения, в случае воздушного охлаждения этот показатель может достигать 30 %, а в случае других СЖО — 5–15 %.
Однако для изготовления новых пластин обычные производственные методы не подходят из-за сложной конфигурации рёбер. Поэтому участники проекта обратились к компании Fabric8Labs для электрохимического аддитивного производства (ECAM) — метода 3D-печати металлом. Данный подход позволяет изготавливать детали из чистой меди с очень высокой точностью — до 30–50 мкм, что меньше толщины человеческого волоса. О возможных сроках коммерциализации предложенного решения ничего не сообщается. При этом сама Fabric8Labs пару лет назад предложила похожий водоблок, но с гироидными структурами. А Microsoft и Corintis предлагают вообще отказаться от традиционных водоблоков и формировать каналы для охлаждающей жидкости непосредственно на поверхности чипов.