MIT nutzt Reaktortechnologie zur Kühlung von Rechenzentren

Wenn KI im großen Maßstab eingesetzt werden soll, müssen Unternehmen viele Chips unterbringen, die Informationen schnell genug verarbeiten können. Um Kosten zu sparen, mieten sie Rechenleistung, die die Hochleistungs-Chips erwerben, einsetzen und langfristig vermieten.

Da immer mehr Unternehmen KI in ihre Arbeitsabläufe integrieren, ist die Nachfrage nach Rechenzentren stark gestiegen. Mit neuen Rechenzentren wächst auch der Energiebedarf. Schätzungen zufolge wird bis Ende des Jahrzehnts bis zu 17 Prozent des US-Stromverbrauchs dient nicht nur der Versorgung leistungsfähiger Chips, sondern auch deren Kühlung.

Bei der ersten Einrichtung Luft gekühlt. Als sich ihre Rechenleistung steigerte, erzeugten sie mehr Wärme, was effizientere Kühlmethoden erforderlich machte. Flüssigkeiten entfernen Wärme. Ihre Leistung verbessert sich noch weiter, wenn die Wärme genutzt wird, um einen Phasenübergang herbeizuführen.

Technischer Hintergrund

Am Siedepunkt der Flüssigkeit kann sie mehr Wärme aus dem Chip extrahieren, ohne die Temperaturdifferenz zwischen Flüssigkeit und Chip zu erhöhen. Die neuesten Rechenzentren nutzen einen Immersionskühling, bei dem der gesamte Server-Rack in die Kühlflüssigkeit getaucht wird, um den Wärmestrom zu maximieren.

Allerdings hat die künstliche Intelligenz (AI) die Rechenleistung der Server-Cluster weiter erhöht, was die Wärmeentwicklung steigert und neuartige Kühlsysteme notwendig macht. Die entwickelte Technologie, die auf Kernreaktoren basiert, zielt darauf ab, Kühlverfahren aus der Kernenergie für Rechenzentren anzupassen.

Das Verfahren, das als „unterkühltes Sieden" (subcooled boiling) bezeichnet wird, nutzt eine Flüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt, die im Vergleich zu herkömmlichen Immersionskühlmethoden kleinere Blasen erzeugt.

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Während die Immersionskühlung mit Herausforderungen wie der Erfassung der Blasen und deren Wiederverflüssigung unter begrenzten Druck- und Temperaturbedingungen zu kämpfen hat, kondensieren die Blasen im Ansatz die umgebende Flüssigkeit.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie zeigte Ferveret, dass seine Kühllösung die Rechenleistungseffizienz um bis zu 15 Prozent im Vergleich zu aktuellen Immersionskühlverfahren steigert.

In Kombination mit dem proprietären Strommanagementsystem können Rechenzentren damit 35 Prozent mehr Tokens aus KI-Modellen extrahieren, ohne den Stromverbrauch zu erhöhen. Das adaptive Phasen-Kühlsystem (APC) Modulen bereitgestellt, die jeweils einen Server aufnehmen können.

Technischer Hintergrund

Dieser modulare Ansatz ermöglicht eine deutlich einfachere Installation und Wartung des Systems. „Die physikalischen Prinzipien erlauben uns, Formfaktoren zu realisieren, die in der Vergangenheit nicht möglich waren", sagte Reza Azizian, Mitbegründer, in einer Pressemitteilung. „Die meisten Tauchkühllösungen bestehen aus großen Tanks, in die die Server eingetaucht werden.

Wir bieten eine kleinere, modulare Rack-Lösung an, die sich an die bestehende Infrastruktur anpassen lässt, sodass die Einführung unserer Technologie für Kunden einfacher wird." Der wasserfreie Kühlansatz bietet zudem Vorteile in Regionen mit Wassermangel, aber hoher Sonneneinstrahlung.

Der Aufbau ist unkompliziert, doch ohne ausreichende Wassermengen können Rechenzentren nicht gekühlt werden. „Diese Technologie ermöglicht den Aufbau, in denen dies normalerweise aufgrund fehlender Ressourcen nicht möglich wäre, einschließlich Afrika, des Nahen Ostens und natürlich auch bestimmter Regionen in den USA." „Das ist ein riesiger Durchbruch", fügte Matteo Bucci hinzu, Associate Professor am Department of Nuclear Science and Engineering sowie Mitbegründer.