Cientistas da Universidade da Califórnia, em San Diego, criaram um sistema de resfriamento passivo baseado em uma membrana evaporativa que melhora significativamente a dissipação de calor de chips de alta potência, o que é especialmente relevante para data centers modernos, segundo reportagem do SciTechDaily. A nova solução não só oferece uma alternativa eficiente e econômica em relação aos métodos de resfriamento tradicionais, como também tem o potencial de reduzir o consumo de água, presente em muitos sistemas existentes.
Fonte da imagem: SciTechDaily/Tianshi Feng
Os sistemas de refrigeração representam atualmente até 40% do consumo de energia dos data centers. Se o crescimento atual continuar e as tecnologias de IA forem implementadas, a demanda global de energia para refrigeração poderá mais que dobrar até 2030.
O sistema utiliza uma membrana de fibra oca de baixo custo com múltiplos poros microscópicos interconectados que absorvem o fluido refrigerante por ação capilar. À medida que o líquido evapora, ele remove o calor dos componentes eletrônicos abaixo, sem exigir energia adicional. A membrana é posicionada acima dos microcanais por onde o líquido flui, permitindo que o calor seja dissipado de forma eficiente dos equipamentos subjacentes.
“Comparado ao resfriamento tradicional a ar ou líquido, a evaporação permite maior dissipação de calor com menos energia”, observou o líder do projeto, Renkun Chen, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Escola de Engenharia Jacobs da Universidade da Califórnia, em San Diego. Segundo ele, tentativas anteriores de usar membranas porosas com grande área superficial, ideais para evaporação, falharam devido ao tamanho inadequado dos poros: ou eram muito pequenos, causando entupimento, ou muito grandes, provocando efervescência indesejada.
“Aqui, usamos membranas fibrosas porosas com poros interconectados do tamanho correto”, disse Chen. Esse design garante uma evaporação eficiente sem esses inconvenientes.
A proposta dos cientistasO design da membrana suportou cargas térmicas superiores a 800 watts por centímetro quadrado durante testes sob condições de fluxo de calor variável — um dos valores mais altos já registrados para sistemas de resfriamento desse tipo. O sistema também demonstrou estabilidade ao longo de várias horas de operação.
No entanto, segundo o cientista, os resultados obtidos ainda estão significativamente abaixo do limite teórico da tecnologia. A equipe está trabalhando para aprimorar a membrana e otimizar seu desempenho. Os próximos passos incluem a integração da solução em protótipos de placas de resfriamento — componentes planos que se conectam a microchips, como CPUs e GPUs, para dissipar o calor. A equipe também está lançando uma startup para comercializar a tecnologia.