Científicos estadounidenses desarrollan nuevo sistema láser que enfría los chips con precisión microscópica > podría reducir los costes de los centros de datos

Sandia National Laboratories y Maxwell Labs están desarrollando tecnología para enfriar chips de computadora mediante un sistema basado en láseres fotónicos. Esto podría reducir el consumo de energía y agua en centros de datos.

• Láseres para refrigerar chips de computadora.
• Tecnología desarrollada por Maxwell Labs con Sandia Labs.
• Sustituye agua/aire por placas fotónicas.
• Menor consumo energético y de agua.
• Aprovecha el calor extraído para generar electricidad.
• Puede mejorar rendimiento y eficiencia de los chips.
• Usa materiales ultrapuros como arseniuro de galio.

Un nuevo competidor para enfriar computadoras: los láseres

Una startup de Minnesota, Maxwell Labs, está colaborando con Sandia National Laboratories y la Universidad de Nuevo México para probar un método revolucionario: enfriar chips de computadora con láseres. Esta tecnología podría reducir drásticamente el consumo de energía y agua en centros de datos, donde hoy en día entre el 30 % y 40 % de la energía se destina exclusivamente a la refrigeración.

¿Por qué importa?

Los centros de datos son los cerebros digitales que procesan correos, búsquedas en internet y tareas de inteligencia artificial. Pero estos cerebros se calientan, y mantenerlos fríos consume una cantidad gigantesca de recursos. En algunas regiones, el uso intensivo de agua para refrigerar incluso llega a estresar el suministro local.

¿Cómo enfría un láser?

Aunque suelen asociarse con calor —como en soldaduras o impresiones 3D—, los láseres pueden enfriar si se emplean con precisión en materiales ultrapuros y zonas microscópicas. Este principio ya se aplica en computadoras cuánticas para mantener átomos a temperaturas cercanas al cero absoluto.

En este proyecto, el objetivo es enfocar luz láser en puntos calientes minúsculos del chip, de apenas unas centenas de micrones (como un grano de polvo), disipando calor solo donde es necesario.

¿Qué es una placa fría fotónica?

Maxwell Labs propone sustituir las actuales placas frías de cobre con una versión basada en luz: una placa fotónica fría. Esta estructura canaliza la luz láser hacia los puntos críticos del chip, gracias a materiales diseñados con detalles del tamaño de un virus —unas mil veces más pequeños que el grosor de un cabello humano.

Además de enfriar, esta tecnología permite recuperar la energía térmica extraída, transformándola nuevamente en electricidad. Esto abre la puerta a nuevos modelos de eficiencia energética.

Materiales que lo hacen posible

El material clave aquí es el arseniuro de galio, un semiconductor que puede fabricarse en capas ultrafinas y extremadamente puras mediante una técnica llamada epitaxia por haces moleculares (MBE). Sandia Labs, con décadas de experiencia en este tipo de fabricación para aplicaciones nucleares, es uno de los pocos lugares en el mundo capaz de producir estos materiales con la precisión requerida: menos de una capa atómica de error.

Cooperación estratégica para avanzar rápido

Este avance se está desarrollando bajo un acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo (CRADA), una fórmula que permite unir fuerzas entre instituciones públicas y privadas para acelerar la innovación. Maxwell diseña, Sandia fabrica y la UNM analiza el rendimiento térmico.

Potencial de esta tecnología para un mundo más sostenible

• Reducción del consumo de energía y agua: esta tecnología podría disminuir notablemente el uso de recursos en centros de datos, que representan una parte creciente del consumo energético mundial.
• Reutilización del calor residual: al convertir el calor en electricidad, se cierra un ciclo energético más eficiente.
• Mayor eficiencia de procesamiento: al mantener los chips más fríos, pueden funcionar a mayor capacidad sin fallos térmicos, lo que aumenta el rendimiento sin consumir más energía.
• Menor dependencia de infraestructuras costosas: elimina la necesidad de grandes sistemas de refrigeración por agua o aire, reduciendo también la huella de carbono.

Vía A surprise contender for cooling computers: lasers – News Releases

Más información: mxllabs.com