L’intelligence artificielle (IA) connaît une popularité croissante. En parallèle, les centres de données qui alimentent cette technologie nécessitent une quantité colossale d’énergie pour rester frais. La gestion thermique de ces infrastructures devient un enjeu majeur, surtout avec la montée en puissance des ordinateurs et dispositifs basés sur l’IA.
Les centres de données sont des installations vastes et complexes, remplies de serveurs contenant des puces informatiques qui stockent et traitent les données. Ils constituent des hubs informatiques géants, hébergeant les serveurs qui font fonctionner les sites web, les applications mobiles et les données provenant du cloud.
En 2022, ces centres ont consommé plus de 4 % de toute l’électricité aux États-Unis, avec 40 % de cette énergie dédiée au refroidissement des équipements. L’augmentation de la demande sur ces centres entraînera une consommation énergétique encore plus importante.
Initiatives pour une meilleure gestion thermique
Pour répondre à ce défi, le Département de l’Énergie des États-Unis a alloué plus de 40 millions de dollars à des chercheurs pour trouver de nouvelles méthodes de refroidissement des centres de données.
Chanwoo Park, professeur de génie mécanique et aérospatial à l’Université du Missouri, a récemment reçu près de 1,65 million de dollars dans le cadre de cette initiative, connue sous le nom de COOLERCHIPS.
Actuellement, les centres de données sont refroidis par des ventilateurs ou des liquides qui évacuent la chaleur des racks informatiques. Chanwoo Park et son équipe développent un système de refroidissement à deux phases, conçu pour dissiper efficacement la chaleur des puces de serveur par changement de phase, comme l’évaporation d’un liquide en vapeur sur une couche mince et poreuse.
Un système innovant et efficace
Le système de Chanwoo Park peut fonctionner de manière passive sans consommer d’énergie lorsque moins de refroidissement est nécessaire. Même en mode actif, où une pompe est utilisée, il consomme une quantité négligeable d’énergie.
«Le liquide se déplace dans différentes directions et s’évapore sur une fine surface métallique, grâce à cette surface d’ébullition, nous parvenons à un transfert de chaleur très efficace avec une faible résistance thermique.» explique encore Chanwoo Park.
Les premiers tests montrent que les techniques de refroidissement à deux phases réduisent drastiquement la quantité d’énergie nécessaire pour maintenir les équipements au frais. L’équipe est actuellement en train de fabriquer le système de refroidissement, conçu pour se connecter et se déconnecter facilement au sein des racks de serveurs.
Chanwoo Park espère que ces systèmes seront utilisés d’ici la prochaine décennie, alors que les ordinateurs alimentés par l’IA deviendront courants.
Vers un avenir énergétique durable
Les travaux du chercheur s’alignent avec les objectifs du Centre pour l’Innovation Énergétique, un bâtiment en construction sur le campus pour permettre à des chercheurs interdisciplinaires de résoudre les défis posés par les préoccupations énergétiques croissantes et la croissance rapide de l’IA. L’idée est de tirer parti des technologies avancées pour optimiser la production, le stockage et l’efficacité énergétique.
«Le centre nous permettra d’explorer des idées et des innovations supplémentaires autour des processus écoénergétiques», conclut Chanwoo Park. «Ces problèmes complexes nécessitent différentes expertises. J’ai hâte de futures collaborations.»
Légende illustration : Chanwoo Park conçoit un nouveau type de système de refroidissement qui promet de réduire considérablement les besoins en énergie des centres de données.
Article : « Experimental analysis of subcooled flow boiling in a microchannel evaporator of a pumped two-phase loop » – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2024.123154
