خنک‌سازی سخت‌افزار پردازشی با لیزر حالا دیگر یک ایده‌ی علمی‌تخیلی نیست؛ استارتاپی به‌نام Maxwell Labs با همکاری آزمایشگاه‌های ملی سندیا در حال توسعه‌ی فناوری پیشرفته‌ای برای خنک‌کردن پردازنده‌ها با استفاده از نور لیزر است. این روش می‌تواند آینده‌ی مراکز داده و سیستم‌های محاسباتی با عملکرد بالا را دگرگون کند.
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های مراکز داده مدرن، مدیریت و دفع گرمای تولیدشده توسط پردازنده‌ها و تجهیزات قدرتمند است. تا امروز، روش‌های مختلفی برای خنک‌سازی سرورها و تجهیزات دیتاسنترها مورد استفاده قرار گرفته‌اند؛ از خنک‌سازی با هوا و آب گرفته تا غوطه‌وری کامل در مایعات خاص. اما حالا Maxwell Labs با فناوری خلاقانه‌اش قصد دارد لیزر را وارد میدان کند؛ ابزاری که پیش‌تر در این زمینه استفاده نشده بود.
فناوری Maxwell Labs چگونه کار می‌کند؟
در این فناوری، از صفحات خنک‌کننده‌ای ساخته‌شده از گالیوم آرسناید (GaAs) استفاده می‌شود. وقتی نور لیزر با طول‌موج خاص به این صفحات تابیده می‌شود، برخلاف انتظار، این صفحات به‌جای گرم‌شدن، شروع به دفع حرارت می‌کنند. این اتفاق به دلیل ویژگی خاص GaAs یعنی تحرک الکترونی بالا رخ می‌دهد. لایه‌هایی نازک از این ماده، روی بخش‌هایی از تراشه‌های پردازشی قرار می‌گیرند که بیشترین گرما را تولید می‌کنند.
سپس پرتوهای لیزر به‌صورت بسیار دقیق و موضعی به این نقاط تابانده می‌شوند و باعث خنک‌سازی هدفمند و کارآمد می‌شوند؛ بدون نیاز به خنک‌کردن کل سیستم. یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های این فناوری این است که می‌توان انرژی گرمایی استخراج‌شده را به فوتون تبدیل کرد و در ادامه دوباره آن را به برق تبدیل نمود.
در صورت بهینه‌سازی، این ویژگی می‌تواند بهره‌وری انرژی در دیتاسنترها را به‌طرز چشمگیری افزایش دهد. اگرچه فناوری خنک‌سازی با لیزر و استفاده از GaAs بسیار نوآورانه است، اما هنوز با چالش‌هایی جدی روبه‌روست. تولید ویفرهای GaAs با خلوص بالا بسیار پیچیده و گران‌قیمت است.
بر اساس گزارش tomshardware هر ویفر 200 میلی‌متری گالیوم آرسناید حدود 5000 دلار قیمت دارد، در حالی‌که ویفر سیلیکونی با همین اندازه تنها 5 دلار قیمت دارد. این مسئله می‌تواند مانعی برای تجاری‌سازی گسترده این فناوری در کوتاه‌مدت باشد، اما بدون شک در آینده‌ای نه‌چندان دور، راه‌حل‌هایی برای کاهش هزینه‌ها پیدا خواهد شد.
source