데이터센터 : 고성능 인텔 칩을 냉각하기 위한 ‘산호초형 히트싱크’ 개발

데이터센터 산초초형 칩 액침냉각 표현 AI 이미지

🇰🇷 기사 원문 한글 요약

퍼듀대학교(Purdue University) 기계공학과와 인텔(Intel)은 고성능 반도체 칩의 효율적인 냉각을 위해 산호초 형태의 히트싱크를 개발하고 있습니다. 이 히트싱크는 3차원 위상 최적화(topology optimization)를 활용해 설계되었으며, 침지식 액체냉각 방식에서 칩의 열을 보다 효율적으로 제거하도록 고안되었습니다.

이 냉각 시스템은 유전체 액체에 칩을 침지시켜 열을 제거하는 방식으로, 산호초 형태의 복잡한 구조는 기포 생성과 열 제거 효율을 극대화합니다. 히트싱크의 표면에는 기포 핵 생성을 유도하는 미세 입자들이 코팅되어 있어, 열전달 성능을 더욱 향상시킵니다.

향후 이 기술은 데이터 센터에 적용되어 고밀도 칩 환경에서 냉각 효율을 높이는 데 사용될 수 있으며, 전체 냉각 시스템의 공간 절약 및 에너지 절감에도 기여할 것으로 기대됩니다.

 

인텔 직원이 퍼듀 대학교의 버크 나노기술 센터를 방문하여 냉각 테스트 장비가 작동하는 모습을 확인하고 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로) Tejas Shah, 인텔 수석 연구원; 인텔의 Mark Luckerroth; Justin A. Weibel, 기계 공학 교수; Yanbo Huang, Ph.D. 학생; 매튜 우드, 석사 학생. [ 출처 : 퍼듀대학교 기계공학과 ]

 

📘 상세 요약

✅ 1. 연구 목적

• AI 칩의 고열 문제 해결을 위해 퍼듀대학교와 인텔이 공동연구 수행
• 고밀도 칩 구조의 냉각 효율을 극대화하는 솔루션 필요

✅ 2. 산호초형 히트싱크 구조

• 자연 생태계의 산호초 구조에서 착안한 냉각 설계
• 3차원 위상 최적화(Topology Optimization) 기법을 활용한 복잡한 구조 구현

✅ 3. 액체침지 냉각 방식

• 유전체 액체에 칩과 히트싱크를 침지시켜 열 제거
• 칩에서 발생한 열이 액체를 끓여 기화 → 기화열로 열 제거

✅ 4. 기포 촉진 코팅 기술

• 히트싱크 표면에 마이크로텍스처링 입자 코팅
• 기포 생성 핵을 증가시켜 증발 효율 극대화

✅ 5. 데이터 센터 적용성

• 히트싱크 밀집 배치 가능 → 공간 절약 및 열 효율 ↑
• 냉각 시스템 간소화 및 에너지 비용 절감 기대

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💡 인사이트 분석

✅ 1) 인사이트 내용

• 산호초형 히트싱크는 **자연 모사 설계(Biomimicry)**의 대표적 사례로, 효율적 냉각과 공간 활용성을 동시에 만족시키는 설계 혁신입니다.
• 특히 침지식 액체냉각 방식과 결합될 때 냉각 효과가 극대화되며, 데이터센터뿐 아니라 스마트 건축/산업 분야에도 접목 가능성이 큽니다.

✅ 2) 핵심 아이디어

• 🧠 자연모사 기반 설계 (산호초 구조)
• 🧠 구조 최적화를 위한 위상 최적화 기술
• 🧠 기포 발생 촉진을 위한 표면 마이크로 텍스처링

✅ 3) 적용 방안

• 🏢 데이터 센터의 고밀도 서버 냉각 시스템에 적용
• 🏗️ 스마트 건축의 냉방 시스템 설계 최적화
• 🔋 전기차 배터리 팩, 공조설비의 열관리 장치 개선
• 🌱 친환경 열교환 설비 및 에너지 절감형 구조물에 확대 가능

 

본 게시물은 퍼듀대학교 공식 웹사이트에 게재된 “Creating a 'coral reef' of heat sinks to cool high-powered Intel chips” 기사를 바탕으로 작성되었습니다. 원문 출처와 링크는 하단에 명시되어 있으며, 본 번역 및 해석은 정보 공유 목적이며, 저작권을 존중합니다.

[원문 보기] https://engineering.purdue.edu/ME/News/2024/creating-a-coral-reef-of-heat-sinks-to-cool-highpowered-intel-chips

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