Texas Üniversitesi’ndeki bilim insanları, elektronik cihazların ısıyı yönetme biçimini önemli ölçüde değiştirebilecek yeni bir soğutma teknolojisi geliştirdiler. Profesör Guihua Yu liderliğindeki bir araştırma ekibi, elektronik cihazlardan ısıyı etkili bir şekilde uzaklaştırabilen, yoğun soğutma ihtiyacını azaltan ve hatta ortadan kaldıran yeni bir termal arayüz malzemesi yarattı.
Sıvı metal ve alüminyum nitrür karışımından yapılan malzeme, ısıyı mevcut ticari malzemelerden çok daha iyi ileterek soğutma için ideal hale getiriyor. Çalışma Nature Nanoteknoloji dergisinde yayınlandı.
Profesör Guihua Yu’ya göre, enerjiye aç veri merkezleri ve diğer büyük elektronik sistemler için soğutma altyapısının enerji tüketimi hızla artıyor ve kilovat düzeyinde ve ötesinde çalışan cihazları verimli ve sürdürülebilir bir şekilde soğutmak için yeni yollar geliştirmek kritik önem taşıyor.
Soğutma, bir veri merkezinin enerji tüketiminin yaklaşık %40’ını veya yılda 8 terawatt saatini oluşturur. Araştırmacılar, teknolojilerinin soğutma ihtiyaçlarını %13 oranında (veya bir veri merkezinin toplam güç tüketiminin %5’i kadar) azaltabileceğini tahmin ediyor; bu, endüstri çapında uygulandığında önemli bir tasarruf anlamına geliyor. Termal dağıtım yetenekleri aynı zamanda işlem gücünde önemli artışlara da olanak tanır.
Keşif, termal arayüz malzemelerinin potansiyelini gerçekleştirmeye yönelik daha büyük bir çabanın parçasıdır. Bu malzemeler, elektronik cihazların ürettiği ısıyı dağıtacak ve bu cihazların soğutulması ihtiyacını azaltacak şekilde tasarlanmıştır. Ancak bu malzemelerin teoride ne kadar verimli bir şekilde soğuması gerektiği ile gerçek dünya testlerinde gösterdikleri arasında bir boşluk var.
Bu projedeki yeni malzemeler bu boşluğu doldurmayı başardı. Bu malzeme 16 santimetrekarelik küçük bir alandan 2760 W ısıyı uzaklaştırabilmektedir. Genel elektronik soğutma görevinin büyük bir kısmını oluşturan soğutma pompası için gereken enerjiyi %65 oranında azaltabilir.
Yu’nun laboratuvarının başyazarı Kai Wu’ya göre, “Bu atılım bizi teorinin öngördüğü ideal performansa ulaşmaya yaklaştırıyor ve bu da yüksek güçlü elektronikler için daha sürdürülebilir soğutma çözümlerine olanak sağlayacak. Malzememiz, veri merkezlerinden havacılık ve uzaya kadar enerji yoğun uygulamalarda sürdürülebilir soğutma sağlayarak daha verimli ve çevre dostu teknolojilerin önünü açabilir.”
Yapay zekanın patlayıcı büyümesinin, teknolojinin devam eden çoğalmasıyla birlikte, veri merkezlerine olan talepte önemli bir artışa yol açması bekleniyor. Bu, bu merkezlere güç sağlamak ve soğutmak için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyulacağı anlamına geliyor.
Bu yılın başlarında Goldman Sachs, veri merkezi güç talebinin 2030 yılına kadar %160 artacağını tahmin etmişti. Yapay zekanın tek başına veri merkezi elektrik tüketimini 2023 ile 2030 arasında yılda 200 terawatt saat artırması bekleniyor.
Araştırmacılar soğutucu malzemeyi mekanokimya adı verilen bir işlem kullanarak oluşturdular. Bu işlem, sıvı metal ve alüminyum nitrürün kontrollü bir şekilde karışmasına yardımcı olarak gradyan arayüzler oluşturarak ısının bunların içinden geçmesini kolaylaştırır.
Araştırmacılar materyallerini küçük laboratuvar cihazlarında test etti ve ekip şu anda materyal sentezini büyütme ve veri merkezlerindeki ortaklarla test için örnekler hazırlama sürecinde.
