3D 打印铜板可将数据中心制冷能耗降低 97%

人工智能飞速发展带来巨大能耗压力，全球目前尚无充足能力应对。想要满足未来人工智能发展、社会生活与产业发展的用电需求，亟需研发全新能源技术。聊天机器人开发企业OpenAI联合创始人兼首席执行官山姆・奥尔特曼，在 2024 年瑞士达沃斯世界经济论坛上表示：“若无技术突破，根本无法实现发展目标。”

确切而言，未来或许需要多项技术突破。奥尔特曼此番言论意在呼吁为核聚变研究提供资金支持。管控人工智能高能耗问题，不仅要革新发电技术，还需大幅优化数据中心架构、提升能效。美国伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的科研团队，就此取得关键性技术突破。

学术期刊《细胞报告・物理科学》刊载的最新论文显示，新型 3D 打印铜质冷却板有望革新数据中心设计，大幅缩减制冷耗电量。研究团队借助前沿数学算法设计出纯铜冷却板，其能耗远低于传统冷却板材。

这项发现具备极高应用价值。大语言模型运算芯片会通过焦耳热效应产生大量热量，单块芯片一小时产生的热量，足以烧开 50 杯水。人工智能数据中心通常搭载数十万枚运算芯片，且芯片性能越强，产热规模就越大。

因此制冷系统是数据中心平稳运行的核心保障，自身能耗居高不下。现阶段制冷能耗占到人工智能数据中心总耗电的 30% 至 40%。换装新型 3D 打印冷却板后，制冷能耗占比可骤降至 1.1%，节能效果颠覆性极强。

论文第一作者、机械工程师贝胡德・巴兹米在论文发布相关新闻稿中表示：“散热制冷是芯片设计的主要瓶颈。我们打通计算设计与实际制造的壁垒，为芯片及各类电子器件打造高能效液冷方案提供可行路径。”

冷板现已规模化应用于数据中心，但传统产品设计侧重加工便捷性，散热性能并未达到最优标准。该校研究团队从材质选用与结构排布两方面优化，解决了传统制冷系统的两大核心缺陷。

科技资讯网站New Atlas本周报道，研究人员运用拓扑优化算法，摒弃传统规整的矩形、圆柱形翅片样式，将内部微型散热结构重塑为错落尖峭的复杂形态，在最大化散热效能的同时，减少冷却液输送动力损耗。

为打造这类复杂结构，团队采用 3D 打印技术，具体运用电化学增材制造工艺逐层雕琢成型，得以构建结构精密、能效更佳的制冷装置。论文合著者内纳德・米利科维奇介绍，该工艺可制作精度达 30 至 50 微米的纯铜零部件，精细度不及一根发丝粗细。