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一家受美國桑迪亞國家實驗室支持的初創企業認為,他們找到了一種酷炫的新方法來維持全球超級計算機和數據中心的高效運行——用激光轟擊它們散熱。
是的,我們很清楚激光在焊接、雕刻和炸毀奧德朗星(《星球大戰》梗)等應用中通常會帶來高熱。
這家名為Maxwell Labs的初創企業已說服美國桑迪亞國家實驗室和新墨西哥大學共同測試"光子冷板+激光"的芯片冷卻方案。傳統冷板是安裝在CPU/GPU等高發熱元件上的高導熱裝置,有些采用特殊導熱材料,有些則通過內部管道循環液態冷卻劑將熱量帶出數據中心。
Maxwell的創新在于使用砷化鎵制造冷板——2012年科學家發現,當激光光子與超純砷化鎵晶體層中的原子發生奇妙相互作用時,材料會降溫。桑迪亞實驗室正運用分子束外延技術制造超薄晶體層(雜質會吸收激光能量破壞冷卻效應),冷板成品將包含微結構通道,將激光精準導向芯片熱點區域。

這種微靶向激光冷卻并非全新概念:2012年哥本哈根大學團隊曾用激光將納米膜冷卻至-269°C;近期華盛頓大學科學家也用類似技術實現了水體冷卻,證明激光制冷可突破微觀尺度。但Maxwell專注芯片熱點這種成功率最高的應用場景,"只需冷卻數百微米級別的區域",項目負責人、桑迪亞物理學家Raktim Sarma解釋道。
除冷卻優勢外,Maxwell稱其光子冷卻系統還能實現傳統風冷/水冷無法企及的能量回收。CEO Jacob Balma表示:"可將處理器廢熱轉化為冷卻系統動力",桑迪亞補充說明這些以光形式提取的熱量可被回收發電。
不過Sarma指出,這可能是光子冷卻技術首次嘗試應用于數據中心場景,意味著商業化前仍有大量工作。Balma坦言該技術僅在模擬中表現良好,實際效果待驗證:"所有結論都基于芯片對激光冷卻響應的多物理場建模",目前正與合作機構進行測試驗證,"各組件已通過測試,但完整系統集成仍在進行"。
Balma明確表示未來數據中心不會完全依賴激光制冷——這既不經濟也不現實。混合方案中,激光冷卻可減輕傳統系統熱負荷,降低整體能耗,"多數客戶會在現有冷卻系統基礎上部分采用"。若進展順利,Maxwell計劃2025年秋季完成演示系統,自去年11月起已開始為未經驗證的MXL-Gen1光子冷卻系統招募早期用戶,預計未來兩年交付,2027年底實現全面商用。

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