Un nuovo materiale di interfaccia termica sviluppato dai ricercatori guidati dall'Università del Texas ad Austin potrebbe ridurre drasticamente il fabbisogno energetico dei data center, offrendo una soluzione più sostenibile per il settore tecnologico in rapida crescita.
Una tecnologia pionieristica sviluppata da scienziati e ingegneri guidati dall'Università del Texas ad Austin promette di rivoluzionare il modo in cui vengono raffreddati i dispositivi elettronici, riducendo potenzialmente l'enorme consumo di energia associato ai data center. Il team di ricerca ha creato un nuovo "materiale di interfaccia termica" composto da metallo liquido e nitruro di alluminio che migliora significativamente la dissipazione del calore.
"Il consumo di energia delle infrastrutture di raffreddamento per i data center ad alta intensità energetica e altri grandi sistemi elettronici sta salendo alle stelle", ha affermato Guihua Yu, professore presso il Walker Department of Mechanical Engineering della Cockrell School of Engineering e il Texas Materials Institute, in un comunicato stampa"Questa tendenza non si dissolverà tanto presto, quindi è fondamentale sviluppare nuovi modi, come il materiale che abbiamo creato, per un raffreddamento efficiente e sostenibile dei dispositivi che funzionano a livelli di kilowatt e persino a potenze più elevate".
Attualmente i sistemi di raffreddamento sono responsabili di circa il 40% del consumo energetico di un data center, pari a 8 terawattora all'anno.
Il team di ricerca stima che il loro materiale innovativo potrebbe ridurre i requisiti energetici di raffreddamento di circa il 13%, il che ridurrebbe l'utilizzo energetico complessivo del data center del 5%. Ciò si traduce in notevoli risparmi sui costi e una riduzione dell'impatto ambientale dei data center a livello globale.
Pubblicato il di recente sulla rivista Nature Nanotechnology, questa svolta fa parte degli sforzi in corso per massimizzare il potenziale dei materiali di interfaccia termica. Questi materiali svolgono un ruolo cruciale nella dissipazione del calore dai dispositivi elettronici, riducendo così al minimo la necessità di un'ampia infrastruttura di raffreddamento.
Nonostante un ampio lavoro teorico che suggerisce notevoli capacità di raffreddamento, le applicazioni nel mondo reale dei materiali del passato sono spesso state carenti. Tuttavia, il nuovo materiale sviluppato in questo studio colma questa lacuna, rimuovendo efficacemente fino a 2,760 watt di calore da un'area di appena 16 centimetri quadrati, aumentando significativamente l'efficienza energetica.
"Questa svolta ci avvicina al raggiungimento delle prestazioni ideali previste dalla teoria, consentendo soluzioni di raffreddamento più sostenibili per l'elettronica ad alta potenza", ha aggiunto l'autore principale Kai Wu, professore ospite nel gruppo di ricerca di Yu. "Il nostro materiale può consentire un raffreddamento sostenibile in applicazioni ad alta intensità energetica, dai data center all'aerospaziale, aprendo la strada a tecnologie più efficienti ed ecologiche".
L'importanza di questa svolta non può essere sopravvalutata. Con la crescita esplosiva dell'intelligenza artificiale e di altri progressi tecnologici, la domanda di data center è destinata a crescere, aumentando ulteriormente i requisiti energetici. All'inizio di quest'anno, Goldman Sachs ha previsto un aumento del 160% della domanda di energia dei data center entro il 2030, con l'intelligenza artificiale da sola che dovrebbe generare ulteriori 200 terawattora all'anno di consumo energetico tra il 2023 e il 2030.
Il team di ricerca ha utilizzato un processo di meccanochimica per creare questo materiale di raffreddamento avanzato. Questo processo consente a una miscela controllata di metallo liquido e nitruro di alluminio di formare interfacce di gradiente, facilitando il trasferimento efficiente del calore. I test iniziali su scala di laboratorio hanno mostrato risultati promettenti e i ricercatori stanno ora aumentando la sintesi del materiale e preparandosi a testare con partner del settore in ambienti di data center reali.
Questa tecnologia di raffreddamento rivoluzionaria potrebbe portare a notevoli risparmi energetici e a una significativa riduzione delle emissioni di gas serra, evidenziando il suo potenziale di impatto non solo sul settore tecnologico, ma anche sul più ampio sforzo globale per combattere il cambiamento climatico.