Серверные фермы потребляют абсурдное количество электроэнергии, часто столько же, сколько целые кварталы. Это большая часть того, что подпитывает сопротивление сообществ по всей Америке против центров обработки данных искусственного интеллекта – тем более, что часть затрат, связанных со всем этим потреблением, ложится на плечи жителей. Значительная часть этого электричества также тратится на охлаждение, что иронично, учитывая, что потребляемая мощность — это то, что в первую очередь косвенно генерирует это тепло. Фактически, по отраслевым оценкам, эта цифра достигает 40 процентов от того, что отдает себе полезность отдельного объекта.
Именно эта цифра делает машину, созданную исследователями Технологического института Карлсруэ в Германии совместно с учеными-материаловедами из Японского университета Цукуба, такой привлекательной. Эта штука представляет собой небольшое охлаждающее устройство, которое работает на тепле, а не на электричестве. Это может звучать почти как нарушение какого-то закона термодинамики, поскольку тепло расходуется для производства холода, но здесь происходит не это.
Все дело в том, что устройство никогда не охлаждается само по замкнутому контуру. Вместо этого он работает, отбирая отходящее тепло от одного компонента, а затем тратя эту энергию на отвод тепла от другого. Для этого он использует две полоски никель-титановой фольги, особого металла, который меняет форму по команде. Его даже можно заставить тянуться, как мышцу, и именно так он выполняет охлаждающую функцию.
Две металлические полоски делают всю работу
Весь процесс начинается с того, что тепло достигает первой из этих двух полос, обе из которых находятся под умеренным натяжением, прежде чем что-либо произойдет. Это фактически заставляет полоску сжиматься, и при этом она тянет с реальной силой, примерно такой, какая вам понадобится, чтобы поднять мешок с сахаром с кухонной стойки. Эта первая полоска соединена со второй небольшой пластиковой перемычкой. Когда первая полоска сжимается, она тянет вторую полосу, растягивая ее. Это растяжение делает вторую полоску теплой, что на первый взгляд звучит контрпродуктивно. Однако, как только натяжение ослабевает, полоска возвращается к своей прежней длине. Вот что делает его холодным.
Конечно, холод быстро теряется, поэтому его нужно собирать. Эта задача ложится на две маленькие медные пластинки, каждая из которых касается полоски в разный момент цикла. Хотя этот прототип делает то, что должен, а именно охлаждение, он делает это в незначительной степени. При питании от внешнего нагревателя, температура которого поддерживалась на уровне 130 градусов по Цельсию (233 по Фаренгейту), устройству удалось открыть зазор всего в 2,2 Кельвина между его теплой и холодной сторонами.
Это все еще на ранней стадии, поэтому прототип еще не совсем готов к охлаждению центра обработки данных. Процессоры в этих зданиях работают при температуре от 60 до 85 градусов по Цельсию, а системы охлаждения, которые сегодня за ними следят, должны снизить эту цифру на 10-20 градусов. Например, новые центры обработки данных Nvidia на самом деле нагреваются намного сильнее, чем можно было ожидать. Есть решение этой проблемы: сложить несколько таких полосок параллельно. Группа КИТ уже на вершине.
