Avancée du refroidissement laser : vers des centres de données plus durables

Bien que les lasers soient généralement associés à la chaleur — rapide, précise et à distance — les chercheurs peuvent aussi les utiliser pour refroidir dans certaines conditions. Cette fonction pourrait être essentielle pour résoudre les problèmes de surchauffe dans les centres de données.

Partenariat innovant pour des solutions thermiques

Sandia Labs, un centre de recherche financé par le gouvernement américain, s’associe à la startup Maxwell Labs, basée à Minneapolis, pour développer une technologie utilisant des lasers afin de refroidir les points chauds sur les puces qui alimentent les centres de données.

Les chercheurs ont déjà utilisé le refroidissement par laser dans des expériences sur l’antimatière, la recherche biologique et l’étude des phénomènes quantiques. Désormais, en collaboration avec des chercheurs de l’Université du Nouveau-Mexique, l’équipe travaille sur une nouvelle méthode appelée refroidissement photonique par laser.

L’objectif principal est de réduire l’énorme consommation d’énergie nécessaire pour garder les serveurs et les ordinateurs haute performance au frais. Actuellement, environ 30 à 40 % de l’énergie utilisée par un centre de données est consacrée uniquement au refroidissement, ce qui rend l’exploitation coûteuse et exerce une pression sur les ressources locales.

En plus d’améliorer l’efficacité énergétique, un système de refroidissement plus efficace peut aussi améliorer les performances des puces en prévenant le thermique throttling — un ralentissement causé par une chaleur excessive.

Alors, comment cela fonctionne-t-il ? Des lasers accordés sur une fréquence spécifique peuvent être dirigés vers des zones microscopiques à la surface de certains matériaux. Au lieu de les chauffer, ces lasers les refroidissent. Ces zones ciblées sont incroyablement petites — seulement quelques centaines de microns.

Une nouvelle approche du refroidissement des puces

Les ingénieurs refroidissent généralement les puces des centres de données actuels en faisant circuler de l’eau froide à travers des microcanaux dans des plaques de cuivre montées au-dessus des processeurs. Les scientifiques proposent une méthode totalement différente : développer une plaque froide photonique avec des structures ultra-minces — environ mille fois plus fines qu’un cheveu humain — pour canaliser la lumière laser directement vers les points chauds des puces.

Les chercheurs fabriqueront principalement cette plaque froide à partir de arséniure de gallium, un matériau semi-conducteur. Pour qu’elle fonctionne efficacement, elle doit être inférieure à un millimètre d’épaisseur et presque exempte d’impuretés. Maxwell Labs pense que cette approche pourrait surpasser les systèmes actuels à base d’eau et pourrait soit les remplacer, soit les compléter.

Avec des puces refroidies plus efficacement, les centres de données pourraient devenir moins gourmands en énergie tout en permettant des systèmes informatiques plus puissants. Comme l’a expliqué Jacob Balma, PDG de Maxwell Labs : “La capacité unique de la lumière à contrôler le chauffage localisé à la fois spatialement et sur des échelles de temps optiques brise les limitations de conception thermique qui sont si fondamentales pour la conception des puces qu’il est difficile de prédire ce que les architectes matériels en feront — mais je suis convaincu que cela changera fondamentalement les types de problèmes que nous pourrons résoudre avec les ordinateurs.”

---

Lisez l’article original sur : New Atlas

À lire aussi : De nouvelles mesures d’un atome doublement magique révèlent une surprise