3 godzin temu
Rosnące zapotrzebowanie na moc obliczeniową oznacza rosnące zużycie energii. Choć sektor IT przywykł do walki o wydajność, to właśnie chłodzenie staje się jedną z największych przeszkód w dalszej ekspansji. Tymczasem naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego twierdzą, iż znaleźli prostsze, cichsze i znacznie bardziej energooszczędne rozwiązanie. Ich nowa technologia chłodzenia oparta na zimnie parowania może zredukować zużycie energii w centrach danych choćby o rząd wielkości.
Brzmi jak obietnica rodem z laboratorium — i nią właśnie jest. Ale to także reakcja na bardzo realne zagrożenie: według prognoz Międzynarodowej Agencji Energii (IEA) zapotrzebowanie energetyczne centrów danych na świecie może wzrosnąć dwukrotnie do 2030 roku. Jednym z motorów tej zmiany jest rozwój sztucznej inteligencji i coraz bardziej intensywne przetwarzanie danych w chmurze. W tym kontekście choćby drobne ulepszenia w chłodzeniu mogą przełożyć się na realne miliardy dolarów oszczędności.
Parowanie zamiast prądu
Nowe podejście z Kalifornii sięga po mechanizm znany z natury: zjawisko parowania, które – choć pozbawione fanfar – skutecznie chłodzi wodę w glinianym dzbanie czy nasze ciało podczas upału. W centrum projektu znajduje się cienka membrana z mikroskopijną siecią porów. Gdy przepływająca pod nią woda wsiąka w materiał i paruje, naturalnie odbiera ciepło z otoczenia — bez potrzeby stosowania sprężarek, wentylatorów czy pomp.
W przeciwieństwie do klasycznych systemów chłodzenia cieczą czy powietrzem, rozwiązanie to nie wymaga energii do samego procesu chłodzenia. To nie tylko ekologiczne, ale i potencjalnie przełomowe – zwłaszcza jeżeli potwierdzi się deklarowana wydajność: aż 800 watów na centymetr kwadratowy. Dla porównania, konwencjonalne chłodnice osiągają zwykle kilkadziesiąt watów na tej samej powierzchni.
Od laboratoriów do serwerowni
Zespół pod kierownictwem prof. Renkuna Chena planuje komercjalizację technologii poprzez dedykowany start-up. Ich celem jest integracja membran z płaskimi płytami chłodzącymi, które można łatwo zamontować na procesorach serwerowych. jeżeli prototypy spełnią pokładane w nich nadzieje, nowy system mógłby wyeliminować jedną z największych przeszkód na drodze do dalszej miniaturyzacji i zwiększenia mocy obliczeniowej bez kompromisów energetycznych.
Ale droga od laboratorium do centrum danych bywa wyboista. Chociaż technologia oparta na parowaniu nie jest nowością samą w sobie – była już testowana w różnych formach – dotychczasowe rozwiązania nie radziły sobie z kontrolą przepływu wody, zatykaniem mikroporów lub niewystarczającą wydajnością. Tym razem naukowcy twierdzą, iż udało im się precyzyjnie dobrać strukturę porów do optymalnego poziomu – ani zbyt małych, ani zbyt dużych – co pozwala na stabilny, długotrwały proces chłodzenia.
Wyzwania skalowania
Wprowadzenie nowej technologii do produkcji masowej będzie jednak wymagać czegoś więcej niż udanego prototypu. najważniejsze będzie skalowanie produkcji membran w sposób powtarzalny i kosztowo efektywny. Do tego dochodzi konieczność przekonania operatorów centrów danych do przejścia na nieznane rozwiązanie w środowisku, gdzie niezawodność i przewidywalność są cenniejsze niż innowacja.
Warto przy tym pamiętać, iż sektor data center przechodzi właśnie intensywną transformację. Coraz więcej uwagi poświęca się efektywności energetycznej – zarówno z powodów kosztowych, jak i regulacyjnych. Według szacunków firmy badawczej Omdia, chłodzenie może odpowiadać za 30–40% całkowitego zużycia energii w centrum danych. Nic więc dziwnego, iż inwestycje w nowe technologie chłodzenia rosną: Bloomberg szacuje, iż tylko w 2024 roku globalny rynek chłodzenia data center osiągnął wartość ponad 15 mld dolarów.
Gra o zero netto
Technologia z Kalifornii wpisuje się też w szerszy trend „zielonej transformacji” centrów danych. Giganci branży – od Google po Microsoft – deklarują osiągnięcie neutralności klimatycznej w ciągu najbliższych kilkunastu lat. Ale każde dodatkowe megawaty zużywane przez nowe klastry GPU, trenowanie modeli AI i streaming wideo stawiają te deklaracje pod znakiem zapytania. Nowe metody chłodzenia mogą więc nie tylko ograniczyć zużycie energii, ale też wspomóc realizację celów ESG, coraz częściej wpisywanych do polityki zakupowej firm.
Zespół z San Diego nie ujawnia jeszcze, kiedy ich technologia trafi do testów w warunkach produkcyjnych. W najbliższych miesiącach planowana jest dalsza optymalizacja membran i rozpoczęcie rozmów z partnerami przemysłowymi. Choć z pewnością nie jest to rozwiązanie gotowe do wdrożenia na masową skalę, to już dziś przyciąga uwagę inwestorów i firm z sektora infrastruktury IT.
Czy parowanie odmieni chłodzenie centrów danych? Historia zna wiele innowacji, które zaczynały się jako niszowe eksperymenty, a kończyły jako nowy standard. Dziś jeszcze nie wiadomo, czy tak będzie i tym razem. Wiadomo jednak, iż chłodzenie – nie moc obliczeniowa – może być prawdziwym ograniczeniem przyszłości IT.
