Гонконгские ученые против глобального потепления: соль увеличивает вычислительную мощность и снижает затраты

Ученые из Городского университета Гонконга открыли новый способ борьбы с перегревом компьютерных систем, который может сделать процесс охлаждения более эффективным и менее затратным. Секрет заключается в добавлении соли в воду.

С ростом объемов обработки данных по всему миру, где еженедельно обрабатывается более 2 зеттабайт информации, вопрос отвода тепла становится всё более актуальным. Огромные вычислительные мощности оставляют значительный углеродный след. К примеру, коммерческие облачные провайдеры используют системы охлаждения, потребляющие миллиарды галлонов воды в год для поддержания оптимальной температуры.

Согласно MIT Press Reader, процессы охлаждения потребляют более 40% от общего электричества, используемого центрами обработки данных, которые в свою очередь потребляют столько же электроэнергии, сколько и 50 тысяч домохозяйств. Антрополог Стивен Гонсалес Монсеррат указывает, что углеродный след от облачных технологий теперь превышает след от авиационной промышленности.

Профессор Вэй Ву из Школы энергетики и окружающей среды в университете Гонконга вместе с коллегами разработал систему, которая улучшает существующие технологии рассеивания тепла. В статье, опубликованной 31 октября в журнале Device, Ву описывает процесс, в котором вода с добавлением бромида лития использует испарение и повторное поглощение для снижения температуры.

Этот процесс является "пассивной стратегией терморегуляции, которая зависит от десорбции влаги из гигроскопичных солевых растворов через защитную мембрану, пропускающую только водяной пар", - говорит Ву. Пористая мембрана установлена в конструкции, которая не допускает контакта солевого раствора с компонентами компьютера, а теплоотвод отводит накопленное тепло от чувствительной электроники.

Ву сравнивает процесс с природными механизмами, например, с тем, как млекопитающие регулируют температуру тела через потоотделение и регидратацию. Высокая способность поглощения влаги и низкая стоимость обработанной бромидом лития воды предоставляют значительные преимущества по сравнению с конкурирующими стратегиями охлаждения, использующими гидрогели и металлоорганические каркасы, которые требуют времени для регенерации и активного пополнения запасов воды.

Применяя этот процесс к одному компьютеру, исследователи зафиксировали улучшение производительности более чем на 32% и отметили "рекордно высокую экономическую эффективность" метода.

"Плохое тепловое управление может привести к значительному накоплению тепла внутри электронных устройств, что в конечном итоге приводит к потере функциональности и выходу устройства из строя", - говорит Ву. Он подчеркивает, что предложенная стратегия способна обеспечить длительное стабильное охлаждение без утечек раствора и коррозии, что может сдерживать повышение температуры нагревателя с рекордной экономической эффективностью по сравнению с передовыми пассивными стратегиями охлаждения.

По словам Ву, стратегия охлаждения является экономически эффективной и легко масштабируемой, и "может быть полезной для различных приложений охлаждения с минимальными технологическими барьерами".