Искусственный интеллект пожирает не только чипы, но и электричество, и воду для охлаждения. Проблема отвода тепла от дата-центров становится критической. Но мы можем не рассеивать гигаватты тепла в атмосферу, а превращать их обратно в электричество. Технология существует уже 200 лет и называется термоэлектрический эффект. Хотя до сих пор ее не могли применить в дата-центрах из-за хрупкости и дороговизны материалов. Канадская компания PyroDelta Energy разработала способ выращивать термоэлектрические кристаллы любой формы — прочные, гибкие и в 10 раз более долговечные.
Термоэлектрические генераторы используют разницу температур для выработки тока. В дата-центре это означает, что горячая вода из системы жидкостного охлаждения проходит через трубу, вокруг которой установлен генератор, и он питает датчики температуры, камеры наблюдения, системы мониторинга — все, что не требует мегаватт.
Проблема старых термоэлектриков
Сегодняшний основной термоэлектрический материал — теллурид висмута. Его выращивают в виде больших хрупких кристаллов, потом режут на крошечные кубики, паяют в устройство. Минусы:
- Много отходов (до 60-80% материала уходит в стружку при резке).
- Хрупкость — кристаллы трескаются от вибрации и перепадов температур.
- Ограниченная форма — только кубики, которые трудно интегрировать в трубы и криволинейные поверхности.
Вырастить ровно то, что нужно
Михаил Абдельмасех, основатель PyroDelta (бывший инженер Toyota), придумал иной путь. Вместо того чтобы выращивать гигантские кристаллы, а потом резать их, он предложил выращивать кристаллы сразу нужной формы. Технология: капиллярный эффект затягивает расплавленный полупроводник в форму-матрицу, и кристалл растет по заданной геометрии.
Как это применить в дата-центре
В системах жидкостного охлаждения горячая вода течет по трубам. PyroDelta предлагает создавать термоэлектрические кольца, которые одеваются на эти трубы. Разница температур между горячей водой (из процессоров) и окружающей средой создает электричество. Не мегаватты, но достаточно для питания датчиков температуры, камер видеонаблюдения, сенсоров утечек, систем мониторинга.
Это не заменит основное питание, но уменьшит потребление энергии для вспомогательных систем. В масштабах дата-центра — экономия тысячи долларов и снижение углеродного следа.
Другие применения
- Автомобили (газовые). Разработан прототип термоэлектрического радиатора, который собирает тепло выхлопных газов и превращает его в электричество для бортовых систем. Повышение КПД бензинового двигателя — на 5%.
- Дроны (DARPA Lift Challenge). PyroDelta участвует в конкурсе DARPA, где дрон должен поднимать груз вдвое больше собственного веса. Термоэлектрическая система позволяет сделать дрон легче и мощнее, используя разницу температур между выхлопом и окружающей средой.
Что можно запитать выработкой тепла в дата-центре
| Устройство | Потребление | Покрывается ли термоэлектрикой? |
| CPU / GPU сервера | 100-700 Вт | Нет (пока) |
| Вентиляторы охлаждения | 10-50 Вт | Частично |
| Датчики температуры | <1 Вт | Да |
| Камеры наблюдения | 5-15 Вт | Да |
| Системы мониторинга | 0.5-2 Вт | Да |
Термоэлектрики — не панацея от энергетического голода ИИ. Но ценность подхода не в мегаваттах, а в утилизации того, что раньше просто выбрасывали. Тепло, которое шло в атмосферу, теперь может питать вспомогательные системы. В масштабах огромного дата-центра с тысячами стоек это превращается в мегаватты сэкономленной энергии.