Uma tecnologia de resfriamento passivo para processadores, proposta por cientistas da Universidade da Califórnia, em San Diego, promete elevar a eficiência energética em salas de servidores a novos patamares. O novo desenvolvimento, baseado em um material fibroso que evapora água, é capaz de dissipar 800 watts por centímetro quadrado de superfície, o que se tornou um novo recorde no método de resfriamento capilar.
Fonte da imagem: Tianshi Feng
Até 2030, o consumo global de energia dos data centers poderá mais que dobrar. O Departamento de Energia dos EUA estima que o resfriamento dos data centers já representa 40% do consumo total de energia, e esse peso só tende a aumentar. Remover isso da equação significa investir energia na computação, em vez de liberá-la literalmente na atmosfera como gases de efeito estufa. É possível que uma tecnologia desenvolvida nos EUA para resfriar chips passivamente, sem ventiladores ou bombas, possa ajudar nessa nobre causa.
A tecnologia baseia-se no uso de uma membrana fibrosa especialmente desenvolvida que remove passivamente o calor do chip por meio da evaporação natural da umidade. A capacidade declarada da membrana de remover 800 W/cm² tornou-se um dos valores mais altos para sistemas de resfriamento passivo. E este não é um efeito único. O desenvolvimento demonstrou operação estável por várias horas consecutivas.
A membrana criada pelos cientistas possui a maior porosidade, o que, graças ao efeito capilar, permitiu que a umidade fosse distribuída uniformemente por toda a superfície e evaporasse na parte superior da membrana. À medida que o líquido evapora, ele remove o calor dos microcircuitos de forma natural e silenciosa.
«”Comparado ao resfriamento tradicional a ar ou líquido, a evaporação pode dissipar mais calor consumindo menos energia”, disse Renkun Chen, professor de engenharia mecânica na Universidade da Califórnia, em San Diego, e coautor do estudo.
Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, encontraram um ponto ideal entre poros muito grandes e muito pequenos, equilibrando o risco de distribuição irregular de umidade nas superfícies com o perigo de entupimento. Ao projetar a rede de poros no tamanho certo, eles criaram um material que não apenas evita essas desvantagens, mas também oferece desempenho líder no setor. E permanece estável por horas em altas temperaturas.
«As membranas fibrosas apresentadas foram originalmente desenvolvidas para filtração, e ninguém havia investigado seu uso em evaporação até então. Percebemos que suas características estruturais únicas – poros interconectados e tamanho de poro adequado – poderiam torná-las ideais para um resfriamento evaporativo eficiente. Ficamos surpresos ao constatar que, com o reforço mecânico adequado, elas não apenas suportaram altos fluxos de calor, como também funcionaram muito bem sob eles”, explicam os cientistas.
A equipe agora trabalha na integração da tecnologia em “placas de resfriamento” — dispositivos que ficam diretamente sobre os processadores para dissipar o calor. Eles também criaram uma startup para levar a tecnologia ao mercado.