Ionic Wind исследует ионизированный воздух для охлаждения серверов, заявляя о снижении затрат на 60%

Ionic Wind Technologies, компания, созданная швейцарской исследовательской группой, экспериментирует с ионизированным воздушным охлаждением (иногда называемым «ионным ветром»), твердотельной технологией активного охлаждения без вентилятора. Технология Ionic Wind основана на электрогидродинамическом (ЭГД) принципе: она использует электрические поля для ионизации молекул воздуха, а затем перемещает их, создавая поток воздуха без традиционных механических вентиляторов, сообщает Heise.de. Ionic Wind утверждает, что ее технология может сократить расходы на охлаждение центров обработки данных на 60%. Но есть несколько загвоздок.

Подавляющее большинство современных центров обработки данных используют традиционные воздушные охладители и кондиционеры. Воздушные охладители справляются со своей задачей, но они не справляются с новейшими высокопроизводительными графическими процессорами искусственного интеллекта, такими как B200 от Nvidia. Многие из них необходимы для создания потоков воздуха высокого давления, и иногда они выходят из строя. Кондиционеры достаточно мощные, чтобы охлаждать современные центры обработки данных, хотя они потребляют много энергии. Поскольку процессоры становятся сложнее и горячее, расходы на использование будут расти.

Встречайте ионизированное воздушное охлаждение. Ионно-ветровое охлаждение (также называемое электрогидродинамическим или ЭГД-охлаждением) использует высокое напряжение для создания сильного электрического поля, которое ионизирует молекулы воздуха. На практике тонкая проволока или острая игла заряжаются до тысяч вольт, заставляя электроны отрываться от — или добавляться — от — близлежащих молекул воздуха в процессе, известном как коронный разряд. Затем полученные ионы протягиваются через электрическое поле к коллекторному электроду и, двигаясь, сталкиваются с нейтральными молекулами воздуха и толкают их. Это непрерывное движение заряженных и нейтральных частиц создает небольшой поток воздуха — ионный ветер — без использования механических вентиляторов. Поскольку нет движущихся частей, ионно-ветровое охлаждение теоретически может обеспечить бесшумную работу и более тонкий форм-фактор.

Ionic Wind Technologies усовершенствовала метод ионного ветрового охлаждения, заменив стандартные проволочные электроды на изготовленные на заказ вольфрамовые игольчатые наконечники, встроенные в корпус. Эти вольфрамовые наконечники генерируют воздушные потоки, движущиеся в два раза быстрее традиционных электродов, потребляя при этом меньше энергии, а компактный размер этих электродов позволяет создать более обтекаемую конструкцию, что упрощает интеграцию в реальные системы. Электроды также имеют небольшое закругление на кончике, чтобы создать некоторую асимметрию электростатического поля для направления и усиления воздушных потоков.

«Наши изготовленные на заказ игольчатые наконечники достигают скорости воздушного потока в два раза выше, чем у обычных электродов, и при этом потребляют еще меньше энергии», — рассказал Heise Донато Рубинетти из Ionic Wind. «Наконечник никогда не бывает бесконечно острым; он всегда имеет небольшое закругление на конце. Это играет чрезвычайно важную роль в работе игольчатых электродов».

Система также использует эффект Коанда — явление, которое заставляет движущийся воздух прилипать к поверхностям. По данным Ionic Wind Technologies, этот принцип, используемый в крыльях самолетов и безлопастных вентиляторах Dyson, помогает направлять поток воздуха контролируемым образом для повышения эффективности охлаждения, минимизируя турбулентность и потери энергии. Одной из распространенных неэффективностей в центрах обработки данных является нежелательная утечка воздушного потока, когда охлажденный воздух обходит оборудование. Ionic Wind утверждает, что может уменьшить эту проблему и уменьшить требуемый воздушный поток, потенциально сокращая счета за электроэнергию для охлаждения.

Хотя на бумаге технология выглядит интересно, возникает ряд практических проблем. Во-первых, речь идет об относительно небольших объемах воздушного потока по сравнению с традиционными вентиляторами. Во-вторых, в воздухе присутствуют частицы (пыль, аэрозоли и т. д.), а заряженные частицы имеют тенденцию притягиваться друг к другу с противоположными зарядами или притягиваться к поверхностям, имеющим противоположный (или заземленный) заряд. Это значительно увеличивает риски ускоренного накопления пыли, а пыль не только удерживает тепло, но и может вызывать короткие замыкания или коррозию компонентов. Поскольку для зарядки частиц требуются высокие напряжения, они могут создавать побочные продукты, такие как озон, и они могут быть вредны для электронных компонентов, вызывая коррозию металлов и со временем разрушая пластик или резину.

В результате, хотя охлаждение EHD было исследовано в нишевых приложениях и исследовательских прототипах, оно не получило широкого распространения в основных вычислениях из-за этих компромиссов надежности и производительности. Ionic Wind Technologies, конечно, надеется, что ее изготовленные на заказ вольфрамовые игольчатые наконечники помогут ее технологии преодолеть традиционные проблемы EHD. Однако в дополнение к применению своего охлаждения ионным ветром к традиционным серверам, она также исследует такие приложения, как очистка воздуха (отрицательный побочный эффект для охлаждения является положительным эффектом для очистки воздуха) или сушка для чувствительных материалов. Она также исследует создание воздушного потока в экстремальных условиях, где традиционные вентиляторы могут выйти из строя.

Источник: Tomshardware.com