英特爾入選COOLERCHIPS計劃，致力于為未來(lái)數據中心打造全新冷卻技術(shù)

近期，美國能源部（DOE）宣布，選定含英特爾在內的15家機構，為未來(lái)數據中心打造高性能、高效節能的冷卻解決方案。這一消息已于五月宣布，是COOLERCHIPS計劃的一部分。COOLERCHIPS計劃是由美國能源部能源高級研究計劃局（ARPA-E）提供支持，旨在優(yōu)化信息處理系統的冷卻操作，提高能源利用率、可靠性和碳超高效率。其中，英特爾的項目將獲得為期三年，共計171萬(wàn)美元的資助。該項目將推動(dòng)英特爾在其高性能處理器中部署更多核心及晶體管的同時(shí)，管理未來(lái)設備所產(chǎn)生的熱量，進(jìn)而推動(dòng)摩爾定律的延續。

英特爾超級計算平臺事業(yè)部首席工程師兼熱設計師Tejas Shah表示：“簡(jiǎn)單、可持續及易于升級的特性是浸沒(méi)式冷卻技術(shù)被用戶(hù)采納的原因。該項目將使得兩相浸沒(méi)式冷卻技術(shù)的發(fā)展，能夠處理未來(lái)十年處理器所需電力指數級增長(cháng)所帶來(lái)的問(wèn)題。”

數據中心耗電量約占美國總耗電量的2%，其中，數據中心冷卻的用電量則占據了40%。而該入選項目則旨在減少冷卻數據中心所必需的能源，并降低與這一關(guān)鍵基礎設施相關(guān)的運營(yíng)碳足跡。

為滿(mǎn)足行業(yè)對計算能力和性能日益增長(cháng)的需求，未來(lái)的數據中心處理器預計需要超過(guò)2千瓦(kW)的電力，這對于現有冷卻技術(shù)來(lái)說(shuō)是一項挑戰。如今最強大的芯片的用電量已直奔1千瓦。

冷卻解決方案的開(kāi)發(fā)不僅將進(jìn)一步增強英特爾處理器及英特爾代工服務(wù)生產(chǎn)的處理器的性能，使得摩爾定律得以延續，同時(shí)，也將推動(dòng)英特爾兌現其在能源效率和可持續發(fā)展方面的承諾。

英特爾將與學(xué)術(shù)界及行業(yè)領(lǐng)袖合作，開(kāi)發(fā)創(chuàng )新的浸沒(méi)式冷卻解決方案。英特爾將負責并監督整項研究的開(kāi)展，為評估工作提供熱測試工具，定義下一代處理器的外形規格和限制條件，包括熱點(diǎn)位置。

英特爾的項目打造了具備超低熱阻的珊瑚形浸沒(méi)式液冷散熱器，將其集成到三維真空蒸發(fā)腔中，以支持更密集、性能更高的設備。英特爾的設計將通過(guò)優(yōu)化三維真空蒸發(fā)腔以解決兩相浸沒(méi)式液冷面臨的挑戰，從而更有效地散發(fā)熱量。

研究人員將使用3D打印技術(shù)制造這種新型散熱器，并在多種環(huán)境下測試蒸發(fā)器的性能。

該團隊將把新的真空蒸發(fā)腔均溫板設計與創(chuàng )新的沸騰增強涂層結合起來(lái)，通過(guò)提高成核點(diǎn)密度來(lái)降低熱阻。如今，這些涂層被應用在平坦的表面上，但研究表明，具有內部凹槽狀特征的珊瑚形散熱器設計具有二相式浸沒(méi)式液冷的最高外部傳熱系數潛力。

該團隊將基于計算方法來(lái)確定珊瑚狀散熱器的最佳設計。而如今的散熱器則通常是由長(cháng)而平行的螺紋條構成。

研究人員將把這些創(chuàng )新應用于兩相浸沒(méi)式冷卻系統中，其中，服務(wù)器在一個(gè)特別設計的密封槽中運行，并使用一種非導電的液體介質(zhì)。服務(wù)器產(chǎn)生的熱量使液體沸騰并產(chǎn)生蒸汽，然后經(jīng)歷相變回到液體狀態(tài)，同時(shí)帶走熱量，其原理與家用空調系統類(lèi)似。

該團隊的目標是將整個(gè)兩相浸沒(méi)式冷卻系統的能力從0.025°C/瓦提高到0.01°C/瓦以下，或將效率提高2.5倍或更多。