طور باحثون من جامعة إلينوي الأمريكية، نظام تبريد جديداً مباشراً للشرائح الإلكترونية، يعتمد على ألواح من النحاس النقي ذات زعانف دقيقة، في خطوة قد تخفف الضغط المتزايد على مراكز البيانات في الولايات المتحدة مع الارتفاع الحاد في استهلاك الطاقة.
وقال د. بهنود بازامي، الأستاذ في الجامعة والباحث الرئيسي في الدراسة، إنهم طوروا ألواحاً نحاسية تحتوي على زعانف، أو نتوءات، تبرز لزيادة الاتصال بسائل التبريد وتعزيز كفاءة نقل الحرارة، وتقليل استهلاك الطاقة.
وتابع: «في حين أن ألواح التبريد التقليدية غالباً ما تستخدم زعانف بأشكال بسيطة مثل المستطيلات أو المخاريط، إلا أن الزعانف المصممة هنا لها حواف خشنة وأطراف مدببة لزيادة مساحة السطح».
وأوضح: «استخدمنا تقنية تسمى (تحسين الطوبولوجيا) لتصميم أشكال أكثر كفاءة لتحريك الحرارة. تبدأ هذه التقنية بمستطيل أساسي ثم تستخدم خوارزمية رياضية لتغيير شكله من خلال تكرارات متعددة. ويتم حساب خصائص التبريد الخاصة به، وكمية الطاقة المطلوبة لدفع السائل من خلاله، في كل مرة ويتم صقلها من خلال التجربة والخطأ الافتراضيين».
وأضاف: «تساعد هذه التقنية على التخفيف من مشكلة التوازن الحراري الهيدروليكي. إذ تعمل الزعانف المحسنة على تقليل انخفاض الضغط، ما يقلل من الطاقة اللازمة لضخ سوائل التبريد عبر الهيكل».
وأشار إلى أن «هذه الألواح توفر تبريداً أفضل بنسبة تصل إلى 32% وتخفض فقدان الضغط بنسبة 68% مقارنة بالتصاميم التقليدية، مع إمكانية تقليص كلفة التبريد إلى 1.1% من إجمالي استهلاك الطاقة في مراكز البيانات الحديثة».
يأتي هذا التطوير في وقت تضاعف فيه استهلاك طاقة الخوادم أكثر من ثلاثة أضعاف بين عامي 2014 و2023، مع توقعات بارتفاعه مجددًا حتى عام 2028 ليصل إلى نحو 12% من إجمالي حمل الشبكة.
وتشير البيانات إلى أن أنظمة التبريد وحدها تستهلك قرابة نصف طاقة مراكز البيانات.