Специалисты Федерального исследовательского центра «Институт катализа Сибирского отделения РАН» изучили структуры на основе мезопористого силикагеля и установили, что они способны оптимизировать системы охлаждения серверного оборудования за счет эффективного использования вырабатываемого им тепла.
По некоторым оценкам, это позволяет снизить затраты электроэнергии центрами обработки данных более чем на 20%. Актуальность таких решений обусловлена стремительным ростом рынка серверного оборудования на фоне развития технологий искусственного интеллекта: за последний год выручка производителей выросла на 60%, а количество серверов в мире за десятилетие увеличилось более чем на 600% при росте емкости хранения на 2500%.
Современные процессоры потребляют до 500 ватт, а видеокарты для машинного обучения — до 700 ватт, при этом до 40% энергопотребления дата-центров уходит на отвод тепла, и традиционные системы воздушного охлаждения уже не справляются с высокими нагрузками. В отличие от них, химики института предложили адсорбционные системы на базе мезопористого силикагеля с размером пор от 2 до 8 нанометров, которые позволяют не только отводить, но и продуктивно использовать бросовое тепло серверов для дополнительного кондиционирования.
«Технология адсорбционного охлаждения позволяет повторно использовать отработанную теплоту, генерируемую серверными стойками высокой плотности, для дальнейшего охлаждения стоек низкой плотности. Исследования демонстрируют, что уровень экономии электроэнергии может достигать 22 %».
Марина Соловьева, научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов ИК СО РАН
В отличие от существующих лабораторных установок, использующих микропористый силикагель и работающих при температуре источника 80–100 градусов Цельсия, мезопористые структуры эффективны при низких температурах от 40 до 60 градусов, что соответствует тепловыделению серверного оборудования. Они позволяют увеличить количество циркулирующей воды почти вдвое, а теоретический КПД цикла на уровне материала достигает 86%.
Ученые отмечают промышленную доступность и дешевизну мезопористого силикагеля и в настоящее время планируют перейти к тестированию лабораторного прототипа адсорбционного холодильника с использованием предложенного материала.
Читайте также: «Первый российский ускоритель нейросетей создала компания «ХайТэк».