Në vitin 2025, qendrat e të dhënave konsumuan 485 TWh të energjisë elektrike. Të njëzet për qind e kësaj sasi, më shumë se konsumi i energjisë elektrike i të gjithë vitit i Suedisë, shkonte për ftohje. Shkencëtarët kanë zhvilluar një teknologji të ftohjes me pllaka të bakrit të printuara në 3D, e cila mund të zvogëlojë këtë shifër me më shumë se 90%!
Teknologjia kombinojnë një algoritëm matematik me printimin 3D për të krijuar pllaka të ftohjes të bëra nga bakri i pastër, të cilat performojnë shumë më mirë se pllakat e ftohjes tradicionale të përdorura në sistemet e ftohjes direkte në çipin (direct-to-chip). Sipas kërkuesve nga Universiteti i Illinois Urbana-Champaign, aplikimi i kësaj teknologjie në të gjithë një qendër të dhënash mund të zvogëlojë konsumin e energjisë elektrike të lidhur me ftohjen nga rreth 30% në vetëm 1.1%.
Boomi i AI-së ka shtyrë konsumin e energjisë elektrike të qendrave të dhënash në nivele të mahnitshme, deri në atë që kompanitë po shqyrtojnë mundësinë e ndërtimit të qendrave të dhënash në hapësirë për të pasur akses më direkt në energjinë diellore! Ajo që bën kërkesën e energjisë së AI-së edhe më të dukshme është se një e treta e kësaj energjie nuk ka asgjë të bërë me llogaritjet. Gjithë kjo shkon për të ftohur harduerin. Një çip i vetëm NVIDIA GB200 funksionon me 1200 vat, duke konsumuar 28.8 kW-orë energjie elektrike çdo ditë. Kjo është ekuivalente me konsumin mesatar ditor të energjisë elektrike të një familje amerikane, i llogaritur nga konsumi i përgjithshëm vjetor. Një çip. Por kjo nuk është problemi ynë kryesor.
Për shkak të një fenomeni të njohur si ngrohtësi Joule – një pasojë e pashmangshme e mënyrës se si ata funksionojnë në nivel themelor – çipat disipojnë pothuajse saktësisht sasinë e energjisë që konsumojnë si nxehtësi. Prandaj, çipi GB200 disipon gjithashtu 1200 vat nxehtësi. Në një orë, kjo është energji e mjaftueshme për të zier teorikisht më shumë se 50 gota ujë. Përsëri, një çip.
Tani imagjinoni mijëra ose qindra mijëra prej këtyre çipeve të vendosura në rafta, siç ndodh në qendrat e dhënash të mëdha të AI-së. Pa ndërhyrje, qendra e dhënash Colossus 1 e xAI, me 220,000 GPU-ra dhe konsum 300 MW, do të gjeneronte nxehtësi të mjaftueshme për të rritur temperaturën e hapësirës prej 785,000 sq-ft në 1200 °C (2192 ºF) në një orë, më e nxehtë se lava e shkrirë. Kjo është arsyeja pse ftohja është një aspekt i rëndësishëm dhe i pazëvendësueshëm i funksionimit të qendrave të dhënash. Sistemet e ftohjes kërkojnë energji elektrike.
“Ftohja është pengesa në dizajnin e çipes kompjuterike,” thotë Behnood Bazmi, inxhinier mekanik dhe autori i parë i artikullit. “Duke bashkuar dizajnin kompjuterik me aftësinë e prodhimit, qasja jonë ofron një rrugë për ftohjen më energjikisht efikase të çipes dhe elektronikës së tjerë.”
Tradicionalisht, qendrat e dhënash kanë përdorur ftohjen me ajër për të parandaluar çipat e kompjuterit të mbivendosen. Në këto sisteme, radiatorë metalikë montohen drejtë në CPU-ra dhe GPU-ra, duke lejuar që nxehtësia të shpërbehet nëpër gjelmat e metalit ndërsa ventilatorë të fuqishëm fryjnë ajër mbi to. Kjo metodë konsumon sasi të mëdha energjie elektrike, sepse objektet duhet të ushqyajnë disa njësi të mëdha të trajtimit të ajrit. Për më tepër, akcelatorët modernë të AI-së gjenerojnë nxehtësi në nivele që ftohja konvencionale me ajër po has në vështirësi gjithnjë e më shumë për t’i përballur në mënyrë efikase.
Si rezultat, sistemet e reja po kalojnë në ftohje direkte të çipes me bazë uji, në të cilën një “pllakë e ftohtë” metalike montohet drejtë në procesor dhe një lubrifikues (coolant) rrjedh përmes kanaleve mikroskopike të brendshme në pllakë. Nxehtësia nga çipi transferohet në pllakën metalike dhe më pas transportohet nga lubrifikuesi që rrjedh shumë më eficient se sa ajri.
Pllakat e ftohtë konvencionale ekzistojnë tashmë komercialisht, por gjelmat dhe kanalet e lubrifikuesit të tyre janë zakonisht të dizajnuara për thjeshtësi prodhimi, sesa për performancë termike maksimale, duke përdorur shpesh gjeometri dhe materiale relativisht të thjeshta, si aliazhë alumini ose çelik inox.
Zgjidhja e kërkuesve u adresoi dy aspekte kritike të teknologjive ekzistuese: materiali dhe dizajni i gjelmave. Duke përdorur një algoritëm matematik optimizimi, kërkuesit ri-dizajnuan strukturat e vogla të brendshme të gjelmave nga gjeometritë tradicionale drejtkëputë ose cilindrike në forma shumë më komplekse, të çetërsueshme dhe të mprehta, të cilat maksimizojnë transferimin e nxehtësisë dhe performancën termike, duke minimizuar në të njëjtën kohë sforcuar qëndrueshmërinë e lubrifikuesit që kalon përmes pllakës.
Burimi: newatlas.com
