Il Dipartimento dell'Energia USA punta su Intel per raffreddare i datacenter del futuro

L'impegno di Intel nello sviluppo di tecnologie in grado di raffreddare fino a 2000 watt di potenza ha colpito il Dipartimento dell'Energia statunitense, il quale ha reso noto di aver selezionato la società come una delle 15 organizzazioni incaricate di mettere a punto soluzioni ad alte prestazioni ed efficienza per raffreddare i datacenter del futuro.

L'onere e l'onore rientra nel programma COOLERCHIPS - Cooling Operations Optimized for Leaps in Energy, Reliability, and Carbon Hyperefficiency for Information Processing Systems - supportato dall'Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del DOE.

Il progetto di Intel rientra in un accordo triennale finanziato con 1,71 milioni di dollari e si basa sul raffreddamento a liquido a immersione. "Il raffreddamento a immersione viene utilizzato per la sua semplicità, sostenibilità e facilità di aggiornamento. Questa proposta consentirà al raffreddamento a immersione a due fasi di allinearsi all'aumento esponenziale della potenza previsto dai processori nel prossimo decennio", ha commentato Tejas Shah, principal engineer e lead thermal architect del Super Compute Platforms Group della casa di Santa Clara.

Il tema del raffreddamento non è assolutamente secondario quando si parla di datacenter. Attualmente negli Stati Uniti pesano per circa il 2% del consumo di energia totale e di quell'enorme quantitativo, fino al 40% è ascrivibile al raffreddamento del datacenter stesso. Oggi i chip più potenti all'interno dei datacenter si stanno avvicinando a una richiesta di 1 kilowatt, ma nei prossimi anni Intel ritiene si arriverà a 2 kilowatt: le attuali tecnologie di raffreddamento faticheranno a gestire quella potenza.

Nell'ambito del programma COOLERCHIPS, Intel collaborerà con le istituzioni accademiche e del settore per sviluppare un'innovativa soluzione di raffreddamento a immersione. Intel supervisionerà le ricerche, fornirà ciò che serve per i test termici e definirà il form factor e i vincoli per i processori di prossima generazione, comprese le posizioni dei punti caldi (hot spot).

Il progetto di Intel punta a sviluppare dissipatori a liquido a immersione a forma di corallo a bassissima resistenza termica integrati all'interno di una camera di vapore 3D. "Il design affronterà la sfida di adattare il raffreddamento a immersione a due fasi ottimizzando le camere di vapore 3D per diffondere il calore in modo più efficace. I ricercatori stamperanno in 3D i nuovi dissipatori e testeranno gli evaporatori in una serie di condizioni operative", spiega la società.

I nuovi design della camera di vapore saranno abbinati a innovativi rivestimenti per il miglioramento dell'ebollizione e la riduzione della resistenza termica al fine di promuovere un'elevata densità del sito di nucleazione. "Oggi questi rivestimenti sono applicati su una superficie piana, ma la ricerca mostra che un dissipatore simile a un corallo, con caratteristiche interne simili a scanalature, presenta con raffreddamento a immersione a due fasi il più alto potenziale per i coefficienti di trasferimento del calore esterno".

Il team utilizzerà simulazioni al computer per identificare il design ottimale e implementarlo in un sistema di raffreddamento a immersione a due fasi dove i server operano in un serbatoio sigillato, appositamente progettato, che usa un mezzo liquido non conduttivo.

Il calore generato dai server fa bollire il liquido e genera vapore, il quale a sua volta subisce un cambiamento di fase che lo riporta allo stato liquido mentre rimuove il calore. Il team punta a migliorare la capacità generale dei sistemi di raffreddamento a immersione a due fasi da 0,025 °C/watt a meno di 0,01 °C/watt o, vista in altri termini, a garantire un miglioramento dell'efficienza di 2,5 volte e oltre.