滑铁卢大学研究人员开发用于人工智能数据中心的混合液冷技术

滑铁卢大学的研究人员正在开发一种新的方法来防止计算机芯片过热，他们利用沸腾液体的微小液滴来针对特别热的区域。

这项研究是在人工智能需求日益增长的背景下进行的，这给支撑该技术的庞大数据中心带来了更大的压力。这些设施容纳了数千台计算机来处理信息，从而产生大量热量。如果计算机芯片的某些区域过热，可能会影响性能和可靠性。

系统工作原理

该技术利用水来管理日常热量，而特制冷却液的微小液滴则针对变得特别热的区域。研究人员选择了一种沸点远低于水的电子冷却液。这种冷却液也比水重，因此不会与水混合，当放置在热点上时会保持原位。

研究人员使用了一种封装技术，用一层薄薄的硅油将冷却液液滴包裹起来。在涂层中添加微小的导热陶瓷颗粒有助于控制液滴沸腾的速度。

在实验室测试中，单个冷却液液滴沸腾，使浸没在水箱中的模拟计算机芯片热点的温度在15秒内降低了高达17°C，速度比传统的浸没式冷却快数倍。

“沸腾会吸收大量热量，上升的气泡会搅动周围的水，使其更快地带走热量，”滑铁卢纳米技术研究所执行主任Sushanta Mitra博士说。“我们获得了沸腾带来的效果，但仅在需要的时间和地点。”

成本与下一步

当前的浸没式冷却系统需要更多的特制冷却液，而滑铁卢大学的方法只需要更少的量。

“你不需要在整个回路中使用那种昂贵的冷却液，”Mitra解释道。“你只需要在液滴处使用这种冷却液。”

这些液滴的大小仅约为1至2毫米，这意味着使用的特制冷却液量显著减少。

该研究仍处于早期阶段，测试主要集中在单个计算机芯片上。下一步是开发一个更大的系统，以模拟冷却液如何在数据中心中循环。

该团队希望这项技术最终能被世界各地的数据中心以及其他涉及产生大量热量的电子设备的领域所采用。研究人员设想该系统最终可以通过两种方式工作——要么是通过在水中循环并在遇到热点时激活的冷却液液滴，要么是由传感器检测到热点后直接输送到热点的液滴。

这种混合冷却方法在电动汽车、电池、高功率激光器和LED照明等技术中也具有潜在的应用前景。

这项题为《一种由液-液封装辅助的混合浸没式冷却：瞬态热点热管理的游戏规则改变者》（A hybrid immersion cooling assisted by liquid-liquid encapsulation: A game changer for thermal management of transient hotspots）的研究最近在线发表在《胶体与界面科学杂志》（Journal of Colloid and Interface Science）上。

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来源（英文）

• ctvnews.ca: University of Waterloo researchers develop new way to cool AI computer chips
• uwaterloo.ca: Waterloo innovation could make cooling AI data centres cheaper and more efficient | Waterloo News | University of Waterloo

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