A startup suíça chamada Apheros apresentou uma solução inovadora para atender à crescente demanda global por processamento de dados, que é impulsionada pelo aumento da inteligência artificial (IA) e dos modelos de linguagem de grande porte (LLMs). A empresa desenvolveu uma espuma metálica que promete revolucionar os sistemas de resfriamento utilizados em data centers.
À medida que a pressão sobre os data centers continua a aumentar, os sistemas de resfriamento tornam-se ainda mais cruciais para manter sua operação ideal, representando frequentemente quase 40% do consumo total de energia.
Solução eficiente de resfriamento para data centers
Os data centers estão cada vez mais encarregados de lidar com cargas de trabalho complexas de IA, que exigem hardware especializado, como GPUs e TPUs. Esses componentes geram quantidades significativas de calor, tornando necessários sistemas de resfriamento avançados para evitar o superaquecimento e garantir desempenho consistente. Tradicionalmente, os data centers dependem de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC). No entanto, com o aumento da densidade dos servidores, esses sistemas baseados em ar tornaram-se insuficientes.
Para abordar essas limitações, métodos de resfriamento mais eficientes surgiram, incluindo resfriamento por imersão e resfriamento direto no chip. O resfriamento por imersão envolve submergir servidores em um líquido dielétrico, enquanto o resfriamento direto no chip circula refrigerante através de placas frias conectadas aos chips. Ambos os métodos dependem de uma troca de calor eficaz para transferir o calor dos chips para um meio de resfriamento, e é aqui que as espumas metálicas da Apheros entram em cena.
As espumas metálicas estão disponíveis em várias composições, incluindo cobre, níquel, ferro e aço inoxidável. Sua estrutura apresenta porosidade totalmente aberta com poros interconectados, resultando em uma área de superfície que é 1000 vezes maior em comparação com soluções tradicionais. As espumas têm densidades variando de 0.9 a 2.2 g/cm³.
A Apheros utiliza um método à base de pó, patenteado e facilmente escalável, que funciona em temperatura ambiente, resultando em propriedades consistentes e alta porosidade de células abertas, baseado em técnicas de produção alimentícia estabelecidas, como mousse de chocolate e merengue, que permite a criação de espumas mecanicamente estáveis.
As espumas metálicas da Apheros apresentam alta condutividade térmica e podem proporcionar até 90% de melhoria na troca de calor em comparação com soluções tradicionais. Isso permite o uso de temperaturas de refrigerante mais altas, levando a economias de 10 a 20% nos sistemas de resfriamento, o que não só reduz os custos operacionais, mas também apoia a crescente necessidade de um funcionamento sustentável dos data centers.
As espumas são ideais para aplicações de resfriamento passivo como dissipadores de calor e são adequadas para placas frias de fase única e resfriamento por imersão em data centers. Também há potencial para resfriamento direto de duas fases no chip. Além disso, a grande área de superfície torna as espumas adequadas para uso como eletrodos e catalisadores.
Julia Carpenter, cofundadora e CEO da Apheros, afirmou: “Esta espuma metálica de ultra-alta área de superfície vai diretamente sobre o chip e permite que o líquido flua através dela. Assim, no caso do resfriamento no chip, funciona como uma esponja de cozinha com porosidade muito fina, onde a água ou o refrigerante flui e retira o calor. Isso também ocorre no resfriamento por imersão.”
“O aumento na eficiência da transferência de calor das espumas da Apheros se traduz diretamente em benefícios de economia de energia, pois permite que os data centers utilizem temperaturas de refrigerante mais altas. Isso é crucial, pois possibilita a troca de calor com o ar externo sem usar torres de evaporação que consomem água ou processos intensivos em energia como compressão.”
