A mesterséges intelligencia rohamos terjedése nemcsak egyre nagyobb számítási teljesítményt, hanem egyre több energiát is igényel. Az egyik legnagyobb kihívást a nagy teljesítményű chipek hűtése jelenti, amire amerikai kutatók most egy különleges, algoritmus által tervezett réz hűtőlemezzel kínálnak megoldást.

Mint az NRGReport cikke írja, a nagy teljesítményű, mesterséges intelligenciát kiszolgáló chipek működés közben hatalmas mennyiségű hőt termelnek, amit folyamatosan el kell vezetni. A hűtés ezért az adatközpontok egyik legnagyobb energiafogyasztójává vált. Sőt, egyes becslések szerint a létesítmények teljes villamosenergia-fogyasztásának akár 30 százalékát is elviheti.

Az Illinois-i Egyetem Urbana-Champaign kutatóinak új fejlesztése éppen erre a problémára próbál megoldást kínálni. A Behnood Bazmi vezetésével készült kutatásban olyan tiszta rézből készült hűtőlemezt fejlesztettek, amely speciális belső szerkezetének köszönhetően kisebb folyadékellenállás mellett hatékonyabban vezeti el a hőt közvetlenül a processzorról.

A közvetlen folyadékhűtés lényege viszonylag egyszerű: egy fém hűtőlemezt helyeznek közvetlenül a processzorra, amelynek apró csatornáiban hűtőfolyadék kering. Ez veszi fel és szállítja el a chip által termelt hőt.

A hagyományos hűtőlemezekben általában egyszerű, szabályos bordákat és csatornákat alakítanak ki. Ezek jól működnek, de van egy komoly hátrányuk: akadályozzák a folyadék áramlását, miközben a hőátadásra használható felületük is korlátozott. Az amerikai kutatók ezért ezúttal egy algoritmusra bízták a hűtőlemez belsejének megtervezését.

Az eredmény nem a megszokott egyenes csatornarendszer lett. Az algoritmus elágazó, szinte organikus formákat hozott létre, amelyek nagyobb felületen érintkeznek a hűtőfolyadékkal, miközben az könnyebben tud áthaladni rajtuk. Az eljárással rétegről rétegre építették fel a tiszta rézből készült hűtőlemezeket, és akár 100 mikrométernél kisebb részleteket is létre tudtak hozni. Ez tette lehetővé a rendkívül apró és összetett belső csatornák kialakítását.

A laboratóriumi eredmények alapján az új megoldás nemcsak papíron működik. Az optimalizált hűtőlemezek hőellenállása 32 százalékkal csökkent, vagyis azonos folyadékáramlás mellett hatékonyabban vezették el a processzor által termelt hőt.

Még nagyobb különbséget mértek az áramlásnál: azonos hűtési teljesítmény mellett 68 százalékkal kisebb volt a nyomásesés. Vagyis jóval kevesebb energia kell ahhoz, hogy a hűtőfolyadékot átmozgassák a rendszeren.

Adatközponti méretekben pedig már egy ilyen különbség is rengeteget számíthat. A kutatók számításai szerint közvetlen chipfolyadék-hűtéssel a hűtés energiaigénye elméletileg a teljes fogyasztás körülbelül 1,1 százalékára csökkenthető. Ha pedig kevesebb áram megy el a hűtésre, több marad magukra a számításokra. Ez akár azt is lehetővé teheti, hogy ugyanabban az adatközpontban több szerver működjön anélkül, hogy ehhez rögtön jelentősen növelni kellene az elektromos hálózati kapacitást.

A megoldás ráadásul nemcsak a hagyományos adatközpontoknál lehet érdekes. A mesterségesintelligencia-klaszterek és szuperszámítógépek ugyanezzel a problémával küzdenek: egyre nagyobb teljesítményt kell egyre kisebb helyen lehűteni.