Дата-центри майбутнього зможуть опалювати будинки завдяки пасивному охолодженню на теплових трубках

Не секрет, що сучасні центри обробки даних споживають величезні обсяги енергії, значна частина якої витрачається на охолодження серверів і високопродуктивних компонентів. У міру зростання попиту на обчислювальні потужності, особливо для задач штучного інтелекту та обробки великих даних, традиційні системи охолодження все частіше виявляються неефективними та дорогими в експлуатації. Вихід може полягати в іншому принципі охолодження.

Джерело зображення: Danish Technological Institute

У рамках європейського дослідницького проєкту AM2PC дослідники розробили перспективну систему пасивного охолодження, виготовлену за допомогою 3D-друку з алюмінію, яка працює без вентиляторів і насосів. Основний принцип її роботи базується на двофазному тепловому циклі: холодоагент випаровується на гарячій поверхні чіпа, піднімається вгору, конденсується і потім повертається вниз під дією гравітації. Подібний підхід давно реалізований у системах охолодження з тепловими трубками, однак у випадку AM2PC він набуває іншого масштабу.

Об'ємний друк з алюмінієвого порошку (ймовірно, спіканням лазером) дозволяє одночасно сформувати робочу камеру для холодоагенту та вихід на зовнішній ізольований контур циркуляції рідини, що відводить тепло. Як вважають розробники, такий спосіб виготовлення компонентів для систем охолодження зберігає гнучкість проєктування і одночасно гарантує відсутність протікань. На початковому етапі відведення тепла система працює пасивно, не вимагаючи електроенергії для вентиляторів і насосів.

Крім того, вищі температури в камерах пасивного охолодження (60–80 °C) відкривають можливості для повторного використання тепла — наприклад, у системах міського опалення або промислових процесах, якщо такі об'єкти розташовані поблизу ЦОД, а також у тепличних господарствах. Проте безпосередньо цими напрямками застосування дослідники не займалися.

Використання 3D-друку для створення комплексу охолоджуючих компонентів також знижує матеріальні витрати і спрощує утилізацію, оскільки всі елементи можуть бути виконані з одного перероблюваного матеріалу. За попередніми оцінками життєвого циклу компонентів, виготовлених таким чином, викиди CO₂ на одиницю обладнання можуть знизитися на 25–30 %.

Розробка AM2PC демонструє потенціал поєднання передових методів адитивного виробництва і термодинамічних принципів для вирішення однієї з ключових проблем енергетики ЦОД. В умовах зростаючого обчислювального навантаження і посиленої уваги до сталого розвитку такі технології можуть стати частиною стандартних практик проєктування майбутніх інфраструктур. Інтеграція пасивного охолодження здатна не лише скоротити експлуатаційні витрати, але й підвищити довговічність обладнання завдяки більш стабільному температурному режиму роботи.

Водночас слід зазначити, що відсутність уніфікації та фабричного виробництва компонентів за визначенням не може призвести до суттєвої економії (якщо вона взагалі можлива). Крім того, виготовлення на замовлення означає відсутність стандартизованих проєктів і планування, що в кінцевому підсумку може ускладнити обслуговування фактично кустарно зібраних систем охолодження.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки