Bước tiến từ Đại học California, San Diego (Mỹ) có thể giải quyết vấn đề cấp bách đang đe dọa sự ổn định của lưới điện trên toàn thế giới, khi trí tuệ nhân tạo (AI) ngày càng trở thành tâm điểm của công nghệ mới.
Đại học California gần đây công bố một nhóm kỹ sư đã phát triển công nghệ làm mát mới, có thể cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng của các trung tâm dữ liệu tiêu tốn nhiều điện năng. Hiện nay, việc làm mát chiếm khoảng 40% lượng điện tiêu thụ của một trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, thế giới ngày càng phụ thuộc vào các trung tâm này để lưu trữ, quản lý và xử lý dữ liệu số, trong khi sự mở rộng của AI và điện toán đám mây đang khiến nhu cầu tăng vọt.
Các kỹ sư đã phát triển công nghệ làm mát mới, có thể cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng của các trung tâm dữ liệu tiêu tốn nhiều điện năng.
Các nhà nghiên cứu, với kết quả được công bố trên tạp chí Joule, cho biết lượng điện tiêu thụ cho việc làm mát trung tâm dữ liệu dự kiến sẽ tăng 160% trong vòng 5 năm tới.
Một số lượng ngày càng tăng các trung tâm dữ liệu sử dụng năng lượng tái tạo không gây ô nhiễm, giúp giảm bớt lo ngại về tác động của chúng đến sức khỏe cộng đồng và môi trường. (Ví dụ, Đại học Cambridge phát hiện rằng 52,4% hoạt động khai thác bitcoin hiện sử dụng các nguồn năng lượng bền vững.) Tuy nhiên, dù sử dụng nguồn năng lượng nào, nhu cầu điện năng khổng lồ của các trung tâm dữ liệu vẫn có thể làm tăng hóa đơn tiền điện và gây áp lực lên các lưới điện đã cũ kỹ, làm tăng nguy cơ mất điện.
Hơn nữa, một trung tâm dữ liệu lớn phụ thuộc vào nước để làm mát có thể tiêu thụ tới 5 triệu gallon nước mỗi ngày, theo Viện Nghiên cứu Môi trường và Năng lượng. Đây là con số đáng lo ngại khi chỉ "0,5% tổng lượng nước trên Trái Đất là nước sạch và có thể sử dụng được cho con người".
Để giải quyết các vấn đề này, các kỹ sư tại UC San Diego cho biết họ đã sử dụng một màng sợi chi phí thấp để loại bỏ nhiệt một cách thụ động thông qua quá trình bay hơi, phương pháp này tiêu tốn ít năng lượng hơn và có thể giảm lượng nước sử dụng so với nhiều hệ thống làm mát hiện tại.
Mặc dù ý tưởng này không mới - máy tính xách tay và điều hòa không khí đều sử dụng phương pháp này - nhưng các nỗ lực trước đây để làm mát các thiết bị điện tử công suất cao bằng bay hơi thường gặp vấn đề như tắc nghẽn hoặc sôi ngoài ý muốn, do màng sợi cần có kích thước lỗ phù hợp để hoạt động hiệu quả. Nhóm nghiên cứu đã tìm ra giải pháp bằng cách tái sử dụng các màng sợi được thiết kế cho quá trình lọc.
"Chúng tôi nhận ra rằng đặc tính cấu trúc độc đáo của chúng - các lỗ kết nối với nhau và kích thước lỗ vừa phải - có thể khiến chúng trở thành giải pháp lý tưởng cho việc làm mát bằng bay hơi hiệu quả", Giáo sư Renkun Chen, đồng trưởng dự án tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Hàng không Vũ trụ, cho biết.
Theo thông cáo của trường đại học, các màng sợi được gia cố cơ học vẫn ổn định qua nhiều giờ thử nghiệm và đạt được dòng nhiệt vượt quá 800 watt trên mỗi centimet vuông - một hiệu suất kỷ lục cho loại hệ thống làm mát này.
"Thành công này cho thấy tiềm năng của việc tái định hình các vật liệu cho những ứng dụng hoàn toàn mới", Giáo sư Renkun Chen nói.
Nhóm của Giáo sư Renkun Chen hiện đang điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất và sẽ thử nghiệm nó trên các nguyên mẫu tấm làm mát, giúp truyền nhiệt ra khỏi các thành phần máy chủ như CPU và GPU. Nếu mọi thứ diễn ra suôn sẻ, nhóm sẽ thương mại hóa công nghệ này thông qua công ty khởi nghiệp của họ.