Prelomové laserové chladenie môže urobiť dátové centrá ekologickejšie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 15. 4. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Lasery sú skvelé na ohrievanie vecí, či už to potrebujete urobiť rýchlo, zasiahnuť presný cieľ alebo to urobiť na diaľku. Za špecifických podmienok však dokážu lasery veci aj ochladzovať, a to by mohlo byť práve to, čo potrebujeme na riešenie príliš horúcich dátových centier.
Sandia Labs, americká inštitúcia pre výskum energetických a obranných technológií financovaná z federálnych zdrojov, sa spojila so startupom Maxwell Labs so sídlom v Minneapolise s cieľom vyvinúť spôsob, ako zachytiť horúce miesta na čipoch, ktoré poháňajú dátové centrá, a udržať ich v chlade.
Už predtým boli vyvíjané metódy laserového chladenia, ktoré sa používajú na chladenie antihmoty, na pomoc v biologickom výskume a na štúdium kvantových javov. Cieľom tohto laserového chladenia pritom je zníženie obrovských nárokov na energiu, ktorá je potrebná na chladenie dátových centier. Približne 30 až 40 % energie, ktorú tieto zariadenia spotrebujú, ide totiž na chladenie serverov a výkonných počítačov. To predražuje ich prevádzku a zároveň vyčerpáva miestne zdroje.
Okrem toho, že dátové centrá sú energeticky efektívnejšie, lepší chladiaci systém môže tiež zvýšiť výkonnosť čipov v nich tým, že zabráni tepelnému škrteniu alebo spomaleniu procesov pri vysokých teplotách.
Ako to teda funguje? Lasery naladené na špecifickú frekvenciu a zamerané na malú oblasť na povrchu určitého prvku ho môžu ochladzovať namiesto zahrievania. A keď hovoríme malá oblasť, máme na mysli oblasť rádovo v stovkách mikrónov.
Čipy v dátových centrách sa zvyčajne chladia pomocou studenej vody, ktorá prúdi cez mikroskopické kanáliky v medených doskách namontovaných na hornej strane procesorov. Vedci však na to idú úplne inak. Majú v úmysle vytvoriť fotonickú chladiacu dosku s maličkými prvkami, asi tisíckrát menšími ako šírka ľudského vlasu, na usmernenie chladiacich laserov do cielených horúcich miest.
Táto fotonická studená doska bude z veľkej časti tvorená polovodičovým materiálom nazývaným ako arzenid gália. Bude musieť byť hrubá menej ako milimeter a čo najmenej znečistená. Spoločnosť Maxwell Labs verí, že táto technológia by mohla chladiť čipy efektívnejšie ako spomínané systémy na báze vody. Po zdokonalení tejto metódy by mohla nahradiť alebo doplniť tieto chladiace systémy.
Efektívne chladené čipy by tak mohli znamenať nielen menej energeticky náročné dátové centrá, ale aj výkonnejšie počítačové systémy.
„Jedinečná schopnosť svetla zamerať a riadiť lokalizované zahrievanie priestorovo a v optických časových intervaloch pre tieto zariadenia odomyká tepelné konštrukčné obmedzenia, ktoré sú také zásadné pre návrh čipov, že je ťažké špekulovať, čo s tým architekti čipov urobia. No verím, že to zásadne zmení typy problémov, ktoré môžeme s počítačmi riešiť,“ vysvetlil Jacob Balma, generálny riaditeľ Maxwell Labs.
