В то время как компании продолжают инвестировать в расширение центров обработки данных для удовлетворения растущих потребностей LLM в вычислительных ресурсах и электроэнергии, швейцарский стартап Apheros поставил своей целью в первую очередь максимально эффективно использовать существующую инфраструктуру.

Для этого Apheros разработала металлическую пену, которая улучшает охлаждение центров обработки данных, на долю которого приходится почти 40% их общего потребления энергии. Технология может улучшить теплообмен систем охлаждения на 90%, тем самым значительно сократив потребление энергии.

Недавно компания объявила о $1,85 млн в виде предварительного финансирования от Founderful. Она планирует использовать капитал, чтобы представить свою технологию большему количеству производителей систем охлаждения и расширить присутствие на мировые центры обработки данных. А в долгосрочной перспективе также будет изучено применение металлической пены в других областях.

«Существует острая необходимость в более эффективных решениях для охлаждения. Развитие ИИ стимулирует экспоненциальный рост энергопотребления в центрах обработки данных, и неэффективное охлаждение является основным виновником. Наши металлические пены обладают превосходными свойствами теплообмена и транспортировки жидкости, особенно для жидкостного и двухфазного охлаждения. Вместе с нашими клиентами мы переосмысливаем управление температурой», — заявила Гаэль Андреатта, соучредитель и технический директор Apheros.

В последние годы центры обработки данных столкнулись с растущим давлением, связанным с необходимостью удовлетворения вычислительных потребностей рабочих нагрузок следующего поколения, в частности обучения и вывода ИИ. В отличие от традиционных рабочих нагрузок, приложения ИИ, особенно те, которые используют сложные алгоритмы и модели глубокого обучения, требуют специализированного оборудования, такого как графические процессоры и TPU. Переход на эти ресурсы значительно увеличивает потребление энергии, Goldman Sachs оценивает, что центры обработки данных будут потреблять 3-4% мировой электроэнергии к концу десятилетия — по сравнению с текущими 1-2%.

Несколько лет назад большинство организаций использовали отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC) для охлаждения серверов ЦОД. Подход работал, но физика воздушного охлаждения настолько энергоёмка, что эти системы могли оптимизировать процесс недостаточно для того, чтобы справиться с растущей плотностью серверов, которую требуют ИИ и другие современные приложения.

В качестве альтернативы на рынке появились более эффективные иммерсионное и внутричиповое охлаждение. Первое вращается вокруг погружения серверов в диэлектрическую жидкость, тогда как второе циркулирует охлаждающую жидкость через холодные пластины, непосредственно прикреплённые к чипу.

Поскольку оба эти метода основаны на идее теплообмена, при котором тепло от чипа переходит в жидкость, а затем в другую среду (часто в воздух или внешнюю систему охлаждения), поставщики систем охлаждения используют различные технологии, такие как радиаторы или медные пластины, чтобы увеличить площадь поверхности чипов и облегчить передачу или рассеивание тепла при контакте с охлаждающей средой.

Металлические пены, разработанные Apheros в качестве замены для радиаторов и теплообменников, имеют в 1000 раз большую площадь поверхности. Это, в сочетании с теплопроводностью и взаимосвязанной пористой структурой пен, может обеспечить до 90% улучшенного теплообмена от чипа к окружающей жидкости.

«Эта металлическая пена с ультравысокой площадью поверхности наносится непосредственно на чип и позволяет жидкости протекать через него. Таким образом, в случае охлаждения на чипе она действует как губка с очень мелкой пористостью, через которую протекает охлаждающая жидкость и отводит тепло. То же самое происходит и при иммерсионном охлаждении», — рассказала Джулия Карпентер, соучредитель и генеральный директор Apheros.

Карпентер также отметила, что металлические пены Apheros не похожи на другие виды пенопластов, производимых методом литья по выплавляемым моделям, которые страдают от таких проблем, как неоднородность и недостаточная прочность конструкции, а также высокие производственные затраты. Вместо этого, по её словам, Apheros использует запатентованный метод производства на основе порошка при комнатной температуре, который позволяет обойти все известные проблемы и даёт пользователям возможность выбирать металл, наиболее подходящий для их нужд — от меди и никеля до железа и нержавеющей стали.

Плотность пены составляет от 0,9 до 2,2 г/см³, что обеспечивает лёгкую интеграцию в системы охлаждения.

По словам Карпентер, компания поставляет пены «ключевым» производителям систем охлаждения и совершенствует их совместно на основе их отзывов. Она не назвала этих покупателей.

«Мы расширили клиентскую базу и увеличили доходы в десять раз с 2023 по 2024 год. В нашей клиентской базе мы работаем с высокоинновационными корпорациями с мышлением первопроходцев и рядом интересных стартапов в сфере глубоких технологий», — сказала Карпентер.

Стоимость металлической пены составляют менее 5% от конечной цены систем охлаждения. Это означает, что использование таких систем не станет серьёзным накладным расходом для поставщиков центров обработки данных.