Современная технология трехмерной печати обещает значительное снижение энергозатрат дата-центров, вплоть до десятикратного.

Команда исследователей из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC), возглавляемая профессором Ненадом Мильковичем, директором Центра кондиционирования и охлаждения, разработала революционную технологию жидкостного охлаждения для процессоров.

Работа, опубликованная командой, демонстрирует, что применение медные «холодные пластины», созданные с высокой точностью с помощью 3D-печати методом электрохимического осаждения, повышают эффективность теплоотвода на 32% по сравнению с существующими решениями. Это открытие потенциально может существенно повлиять на экономику и экологические показатели индустрии больших данных и искусственного интеллекта, которая сталкивается с растущим дефицитом энергетических мощностей.

Нагрев современных полупроводников требует огромных объемов энергии. В типичном дата-центре мощностью 1 ГВт, охлаждающие системы потребляют около 500 МВт. Новая разработка позволяет снизить это значение до 11 МВт. Оптимизация заключается в сложной внутренней структуре рёбер, которые обеспечивают контакт с хладагентом.

С помощью алгоритмов топологической оптимизации учёные смогли создать структуру, напоминающую разветвлённое дерево. Такая геометрия максимизирует площадь теплообмена, одновременно снижая сопротивление потоку жидкости на 68%.

Создание усовершенствованных трёхмерных структур стало возможным благодаря партнёрству с компанией Fabric8Labs, разработавшей технологию электрохимического аддитивного производства (ECAM).

ECAM, в отличие от традиционной 3D-печати металлами, наращивает медь слой за слоем из раствора на атомном уровне, обеспечивая высочайшее разрешение и позволяя создавать детали, невозможные для литья или фрезеровки. Профессор Милькович отметил, что «древовидные структуры обеспечивают значительно более эффективное распределение тепловых потоков, делая жидкостное охлаждение на порядки эффективнее воздушного».

На данный момент прототипы успешно прошли лабораторные испытания. Следующим этапом станет демонстрация технологии на реальных чипах в гипермасштабируемых серверах. В условиях прогнозируемого утроения энергопотребления дата-центров к 2028 году, внедрение таких оптимизированных систем охлаждения является критически важным для устойчивого развития IT-индустрии и стабильности энергосистем.