Núcleos significativos fervendo no difusor de revestimento de aprimoramento de ebulição, conforme visto no laboratório de desenvolvimento de tecnologias de montagem e teste Intel® (Crédito: Intel Corporation)
Comportamento de ebulição nucleada de uma superfície do aquecedor semi-coberta com revestimentos de aprimoramento de ebulição. (Crédito: Intel Corporation)
O que há de novo: O Departamento de Energia dos EUA (DOE) anunciou sua seleção da Intel como uma das 15 organizações a cargo do desenvolvimento de soluções de resfriamento de alto desempenho e eficiência energética para futuros data centers. O prêmio, anunciado em maio, faz parte do programa COOLERCHIPS – Operações de resfriamento otimizadas para saltos em energia, confiabilidade e hipereficiência de carbono para sistemas de processamento de informações – suportado pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada do DOE -Energy (ARPA-E). O projeto da Intel, previsto para ser um contrato de três anos com financiamento de US$ 1,71 milhão, permitirá a continuação da Lei de Moore, permitindo que a Intel adicione mais núcleos e transistores a seus processadores de alto desempenho, gerenciando o calor em dispositivos futuros.
"O resfriamento de imersão é usado para sua simplicidade, sustentabilidade e facilidade de atualizações. Esta proposta permitirá que o resfriamento de imersão em duas fases se alinhe com o aumento exponencial de energia esperado pelos processadores na próxima década."
Por que isso importa: Os data centers representam aproximadamente 2% do consumo total de energia dos EUA, enquanto o resfriamento do data center pode ser responsável por até 40% do uso geral de energia do data center. Os projetos selecionados buscam reduzir a energia necessária para resfriar data centers e reduzir a pegada de carbono operacional associada a essa infraestrutura crítica.
Para atender às crescentes demandas por capacidade de computação e desempenho, os futuros processadores de data center devem exigir energia acima de 2 kilowatts (kW), o que seria um desafio para resfriar com as tecnologias existentes. (Os chips mais potentes da atualidade estão se aproximando rapidamente de 1 kW de uso de energia.)
As soluções de resfriamento desenvolvidas através do programa melhorarão as capacidades dos processadores da Intel e aquelas produzidas por meio dos Serviços de Fundação Intel® permitem a continuação da lei de Moore e o compromisso da Intel com a eficiência energética e com soluções sustentáveis.
Como funciona: a Intel colaborarácom líderes acadêmicos e do setor para desenvolver sua solução inovadora de resfriamento de imersão. A Intel supervisionará o esforço de pesquisa, fornecerá veículos de teste térmico para avaliação e definirá o fator de forma e restrições para os processadores da próxima geração, incluindo locais de hot spot.
O projeto da Intel desenvolve resistência térmica ultrabaixa, dissipadores de calor de imersão em forma de coral integrados em uma cavidade de câmara de vapor 3D para suportar dispositivos mais densos e de alto desempenho. O projeto da Intel abordará o desafio de adaptar o resfriamento de imersão em duas fases otimizando as câmaras de vapor 3D para espalhar o calor de forma mais eficaz.
Os pesquisadores imprimirão em 3D os novos dissipadores de calor e testarão os evaporadores sob uma variedade de condições operacionais.
A equipe emparelhará os novos designs de câmara de vapor com revestimentos inovadores de aprimoramento de ebulição que reduzem a resistência térmica promovendo alta densidade de local de nucleação. Hoje, os fabricantes aplicam esses revestimentos em uma superfície plana, mas pesquisas mostram que um design de dissipador de calor semelhante a coral com recursos internos semelhantes ao sulco tem o maior potencial para coeficientes de transferência de calor externos com resfriamento de imersão em duas fases.
A equipe usará métodos computacionais para identificar o design ideal para os dissipadores de calor em forma de coral. (Para comparação, os dissipadores de calor atuais são tipicamente feitos de costelas longas e paralelas.)
Os pesquisadores integrarão essas inovações em um sistema de resfriamento de imersão em duas fases, onde os servidores operam em um tanque selado especialmente projetado que usa um meio líquido não condutivo. O calor gerado pelos servidores faz com que o líquido ferva e gera vapor, que por sua vez passa por uma mudança de fase, devolvendo-o a um estado líquido enquanto remove o calor (muito parecido com um sistema de ar condicionado doméstico).
A equipe está buscando melhorar a capacidade do sistema geral de resfriamento de imersão em duas fases de 0,025 °C/watt para menos de 0,01 °C/watt, ou 2,5 vezes (ou mais) melhoria na eficiência.
Mais contexto: A Intel mergulha no futuro do resfriamento