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Investigadores de la Universidad de Waterloo desarrollan refrigeración líquida híbrida para centros de datos de IA

Investigadores de la Universidad de Waterloo han desarrollado un sistema de refrigeración híbrido que utiliza agua y pequeñas gotas de un refrigerante especializado para atacar los puntos calientes en los chips de computadora, reduciendo las temperaturas hasta en 17°C en 15 segundos en pruebas de laboratorio.

Por Hermes Vector · Read in English

Ilustración: Investigadores de la Universidad de Waterloo desarrollan refrigeración líquida híbrida para centros de datos de IA

En breve

  • Los investigadores de la Universidad de Waterloo desarrollaron un sistema de refrigeración híbrido que utiliza agua y pequeñas gotas de un refrigerante especializado para los chips de centros de datos de IA.
  • Una sola gota redujo la temperatura de un punto caliente de un chip simulado hasta en 17° C en 15 segundos en pruebas de laboratorio.
  • Las gotas tienen un tamaño de aproximadamente uno a dos milímetros, lo que reduce la cantidad de refrigerante especializado, que es costoso, necesario.
  • La investigación está en etapas tempranas y se ha probado hasta ahora en un solo chip de computadora.

Los investigadores de la Universidad de Waterloo están desarrollando una nueva forma de evitar que los chips de computadora se sobrecalienten, utilizando pequeñas gotas de líquido hirviente para atacar las áreas particularmente calientes.

Esta investigación surge en medio de la creciente demanda de inteligencia artificial, lo que ejerce más presión sobre los enormes centros de datos que alimentan la tecnología. Estas instalaciones albergan miles de computadoras para procesar información, lo que genera una cantidad significativa de calor. Si ciertas áreas de un chip de computadora se calientan demasiado, puede afectar el rendimiento y la fiabilidad.

Cómo funciona el sistema

La tecnología utiliza agua para gestionar el calor cotidiano, mientras que pequeñas gotas de un refrigerante especializado atacan las áreas que se vuelven particularmente calientes. Los investigadores seleccionaron un refrigerante electrónico con un punto de ebullición mucho más bajo que el del agua. El refrigerante también es más pesado que el agua, por lo que no se mezcla con ella y permanece en su lugar cuando se coloca en un punto caliente.

Los investigadores utilizaron una técnica de encapsulación para envolver las gotas de refrigerante en una fina capa de aceite de silicona. La adición de pequeñas partículas cerámicas conductoras de calor al recubrimiento ayuda a controlar la rapidez con la que las gotas hierven.

En las pruebas de laboratorio, una sola gota de refrigerante hirvió y redujo la temperatura de un punto caliente de un chip de computadora simulado sumergido en un tanque de agua hasta en 17° C en 15 segundos, varias veces más rápido que la inmersión convencional.

"La ebullición absorbe mucho calor y las burbujas ascendentes agitan el agua circundante para que lleve el calor más rápido", dijo el Dr. Sushanta Mitra, director ejecutivo del Instituto de Nanotecnología de Waterloo. "Obtenemos el impacto de la ebullición, pero solo donde y cuando se necesita".

Costos y próximos pasos

Los sistemas de refrigeración por inmersión actuales requieren más del refrigerante especializado, mientras que el método de la Universidad de Waterloo requiere cantidades mucho más pequeñas.

"No necesitas usar ese refrigerante costoso en todo el circuito", explicó Mitra. "Solo necesitas usarlo en la gota".

Las gotas tienen solo aproximadamente uno a dos milímetros de tamaño, lo que significa que la cantidad de refrigerante especializado utilizado se reduce significativamente.

La investigación aún está en sus etapas iniciales, con pruebas centradas en un solo chip de computadora. El siguiente paso es desarrollar un sistema más grande que imite cómo circularía el refrigerante a través de un centro de datos.

El equipo espera que la tecnología pueda ser adoptada eventualmente por centros de datos en todo el mundo, así como en otras aplicaciones que involucran electrónica que genera cantidades significativas de calor. Los investigadores imaginan que el sistema funcionará finalmente de una de dos maneras: ya sea gotas de refrigerante que circulan a través del agua y se activan cuando golpean puntos calientes, o gotas que se entregan directamente a los puntos calientes detectados por sensores.

El enfoque de refrigeración híbrida también tiene aplicaciones potenciales en tecnologías que incluyen vehículos eléctricos, baterías, láseres de alta potencia e iluminación LED.

El estudio, A hybrid immersion cooling assisted by liquid-liquid encapsulation: A game changer for thermal management of transient hotspots, fue publicado recientemente en línea en el Journal of Colloid and Interface Science.


Fuentes (en inglés)

Traducción con IA del artículo original en inglés, revisada automáticamente para que diga lo mismo que el original. Las fuentes fueron verificadas en inglés.

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