Sime Basioli, Unsplash

Дальнейшее увеличение мощности процессоров на пути к экзафлопсным вычислениям и следование принципам устойчивого развития в центрах обработки данных требуют революционных методов охлаждения, которые позволят отвести больше тепла и при этом будут энергоэффективными, позволяя сокращать выбросы углерода. Воздушное охлаждение уже не отвечает этим требованиям. Теджас Шах (Tejas Shah), ведущий архитектор тепловых систем в группе Intel Super Compute Platforms, ожидает экспоненциальное увеличение мощности в ближайшее десятилетие и поэтому в компании тесно работают с индустрией жидкостного охлаждения над созданием новых инновационных решений. Некоторые решения могут показаться фантастическими, однако когда-то таким считали и жидкостное иммерсионное охлаждение, теперь же оно используется повсеместно.

Исследователи Intel разрабатывают новые решения, в частности, для охлаждения чипов следующего поколения мощностью до 2 киловатт. Среди рассматриваемых решений трёхмерные паровые камеры с развитой внутренней структурой и специальные покрытия для более интенсивного формирования центров парообразования. Повышение плотности центров парообразования способствует эффективному пузырьковому кипению, резко увеличивая теплоотдачу к кипящей жидкости. Обычно такие покрытия наносятся на плоские поверхности, однако исследователи изучают куда более сложные структуры — радиаторы в виде кораллов с множеством внутренних канавок. Такие радиаторы имеют самый высокий потенциал увеличения коэффициентов теплопередачи при иммерсионном охлаждении.

В другом подходе исследователи Intel рассматривают формирование направленных струй жидкости для охлаждения многокристальных чипов. В традиционных водоблоках жидкость как бы направляется вдоль теплообменной поверхности, эффективнее направлять жидкость непосредственно на охлаждаемую поверхность с помощью форсунок, а для снижения теплового сопротивления предлагается минимизировать промежуточные термоинтерфейсы и встраивать такую систему прямо в тепло-распределительную крышку. Такой подход позволит эффективно охлаждать горячие точки и за счёт улучшения температурного режима повысить производительность процессора на 5…7% при той же мощности.

Источники

Intel Corporation