ISe observa una ebullición nucleada significativa en el dispersor con revestimiento para mejorar la ebullición, en el laboratorio de Desarrollo de Tecnología de Ensamblaje y Pruebas de Intel. (Crédito: Intel Corporation)
Comportamiento de incorporación de nucleados a partir de una superficie de constilación semidestilada con recubrimientos protectores de mejora. (Crédito: Intel Corporation)
Novedades: El Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos anunció la selección de Intel como una de las 15 organizaciones encargadas de desarrollar soluciones de refrigeración de alto desempeño y eficiencia energética para futuros centros de datos. El premio, anunciado en mayo, forma parte del programa COOLERCHIPS - Operaciones de enfriamiento optimizadas para avances en energía, confiabilidad y hiper eficiencia de carbono para sistemas de procesamiento de información - respaldado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada en Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía de EE. UU. El proyecto de Intel, que se espera sea un acuerdo de tres años con una financiación de 1.71 millones de dólares, permitirá la continuación de la Ley de Moore al permitir que Intel agregue más núcleos y transistores a sus procesadores de mayor rendimiento, al mismo tiempo que gestiona el calor en los dispositivos futuros.
"El enfriamiento por inmersión se utiliza por su simplicidad, sostenibilidad y facilidad para realizar actualizaciones. Esta propuesta permitirá que el enfriamiento por inmersión de dos fases se adapte al aumento exponencial de potencia esperado por los procesadores en la próxima década".
¿Por qué es importante? Los centros de datos representan aproximadamente el 2% del consumo total de electricidad en Estados Unidos, mientras que la refrigeración de los centros de datos puede llegar a representar hasta el 40% del consumo total de energía de los centros de datos en general. Los proyectos seleccionados buscan reducir la energía necesaria para enfriar los centros de datos y disminuir la huella de carbono asociada a esta infraestructura crítica.
Para satisfacer las crecientes demandas de capacidad y rendimiento informático, se espera que los futuros procesadores de centros de datos requieran más de 2 kilovatios (kW) de potencia, lo cual sería un desafío para enfriar con las tecnologías existentes. (Los chips más potentes de hoy en día están alcanzando rápidamente los 1 kW de consumo de energía.)
Las soluciones de enfriamiento desarrolladas a través del programa mejorarán las capacidades de los procesadores de Intel y los producidos a través de sus servicios de fundición, permitiendo la continuidad de la Ley de Moore y reafirmando el compromiso con la eficiencia energética y las soluciones sostenibles.
Cómo funciona:Intel colaborará con líderes académicos e industriales para desarrollar su innovadora solución de enfriamiento por inmersión. Intel supervisará el esfuerzo de investigación, proporcionará vehículos de prueba térmica para evaluación y definirá el factor de forma y las restricciones para los procesadores de próxima generación, incluyendo las ubicaciones de puntos calientes.
El proyecto de Intel desarrolla disipadores de calor de inmersión en forma de coral con ultra baja resistencia térmica, integrados dentro de una cavidad de cámara de vapor en 3D para soportar dispositivos más densos y de mayor rendimiento. El diseño de Intel abordará el desafío de adaptar la refrigeración por inmersión en dos fases optimizando las cámaras de vapor en 3D para distribuir el calor de manera más efectiva.
Los investigadores imprimirán en 3D los disipadores de calor novedosos y probarán los evaporadores en una variedad de condiciones de funcionamiento.
El equipo combinará los nuevos diseños de cámaras de vapor con recubrimientos de mejora de ebullición innovadores que reducen la resistencia térmica al promover una alta densidad de sitios de nucleación. Actualmente, los fabricantes aplican estos recubrimientos en una superficie plana, pero la investigación muestra que un diseño de disipador de calor similar a un coral con características internas en forma de ranuras tiene el mayor potencial para los coeficientes de transferencia de calor externos en la refrigeración por inmersión de dos fases.
El equipo utilizará métodos computacionales para identificar el diseño óptimo para los disipadores de calor en forma de coral. (Para hacer una comparación, los disipadores de calor actuales suelen estar compuestos por aletas largas y paralelas.)
Los investigadores integrarán estas innovaciones en un sistema de enfriamiento por inmersión en dos fases, donde los servidores operarán en un tanque sellado especialmente diseñado que utiliza un medio líquido no conductor. El calor generado por los servidores provoca que el líquido hierva y genere vapor, que a su vez experimenta un cambio de fase volviendo a estado líquido mientras extrae el calor (similar a un sistema de aire acondicionado doméstico).
El equipo tiene como objetivo mejorar la capacidad del sistema de enfriamiento por inmersión en dos fases de 0.025 °C/vatio a menos de 0.01 °C/vatio, lo que representa una mejora de eficiencia de 2.5 veces (o más).
Más contexto: Intel se sumerge en el futuro de la refrigeración