Làm mát AI thế hệ mới: Màng sợi bay hơi đạt 800 W/cm²

Công nghệ làm mát bay hơi bằng màng sợi đạt được kết quả kỷ lục và có thể trở thành giải pháp cho hệ thống làm mát máy chủ AI thế hệ tiếp theo, với mật độ thông lượng nhiệt lên tới 800 W/cm².

Hệ thống làm mát bay hơi bằng màng đạt mật độ tản nhiệt 800 W/cm², và con số này vẫn còn cách rất xa giới hạn hiệu suất lý thuyết của công nghệ này.

Các hệ thống làm mát cho máy chủ AI hiện là một trong những hạng mục tiêu thụ nhiều điện năng nhất trong trung tâm dữ liệu AI. Theo SciTechDaily, các kỹ sư tại Đại học California, San Diego đã phát triển một công nghệ làm mát hoàn toàn mới, sử dụng màng sợi được thiết kế đặc biệt, có tiềm năng giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng cũng như lượng nước cần thiết cho các giá đỡ máy chủ chứa nhiều GPU AI.

Hệ thống làm mát dựa trên màng sợi khai thác nguyên lý làm mát bay hơi để loại bỏ nhiệt từ các linh kiện cần làm mát. Màng được cấu tạo từ các lỗ xốp vi mô liên kết với nhau, cho phép hút chất làm mát lan tỏa trên bề mặt nhờ hiện tượng mao dẫn. Hệ thống gồm ba lớp: lớp đáy chứa các kênh vi mô dẫn chất lỏng, lớp trung gian đặt màng sợi, và lớp trên cùng là khu vực bay hơi. Khi chất làm mát đi qua các kênh vi mô, nó được hấp thụ vào màng, và nhiệt sinh ra từ linh kiện sẽ làm chất lỏng chuyển pha thành hơi, thoát ra qua lớp bay hơi. Phần chất làm mát không bay hơi sẽ tiếp tục lưu lại trong các kênh vi mô và được tuần hoàn.

Theo báo cáo, kiểu làm mát này khắc phục các hạn chế của các thiết kế làm mát bay hơi trước đây sử dụng màng xốp, vốn gặp vấn đề do kích thước lỗ xốp quá nhỏ hoặc quá lớn, gây tắc nghẽn hoặc sôi. Ngược lại, hệ thống làm mát bằng màng sợi mới sử dụng các lỗ xốp liên kết với kích thước tối ưu, giúp ngăn chặn cả hai hiện tượng này.

Đáng chú ý, thiết kế mới đã đạt kỷ lục mật độ thông lượng nhiệt 800 W/cm² và duy trì ổn định trong nhiều giờ hoạt động, cho thấy tiềm năng lớn cho các ứng dụng trung tâm dữ liệu tiêu thụ điện năng cao. Không chỉ hiệu quả vượt trội, hệ thống này còn đang vận hành thấp hơn nhiều so với giới hạn lý thuyết, cho thấy khả năng xuất hiện các phiên bản mạnh hơn nữa trong tương lai.

Loại hệ thống làm mát này được xem là cực kỳ cần thiết đối với ngành trung tâm dữ liệu hiện nay. Sự bùng nổ của AI đang diễn ra nhanh chóng, trong khi các giải pháp làm mát bằng chất lỏng hiện tại chưa đáp ứng được nhu cầu. Các GPU AI trung tâm dữ liệu thế hệ tiếp theo của Nvidia được dự báo sẽ có mức tiêu thụ điện vượt xa các GPU Blackwell hiện tại, với dòng Feynman ra mắt sau Rubin/Rubin Ultra có thể đạt mức tiêu thụ lên tới 4.400 W.