Bagong Teknolohiya sa Paglamig Hinaharap ang Patuloy na Pagtaas ng Enerhiya ng AI

Isang bagong teknolohiya sa paglamig ang binuo ng mga inhinyero sa University of California, San Diego na maaaring lubos na mapabuti ang kahusayan sa enerhiya ng mga data center, na mahalaga para sa pag-unlad at pag-deploy ng AI.

Ang mga data center ay mga pasilidad na naglalaman ng imprastruktura na kinakailangan upang sanayin at i-deploy ang mga modelo ng AI. Kabilang dito ang mga advanced na compute, network, at storage architectures pati na rin ang mga kakayahan sa enerhiya at paglamig upang harapin ang napakalaking pangangailangan sa pagproseso ng data ng mga AI workload.

Bagaman ang tradisyonal na mga data center ay may maraming katulad na komponent tulad ng mga server, storage system, at networking equipment, ang kanilang kapangyarihan sa pag-compute ay lubhang nag-iiba. Ito ay dahil sa pambihirang pangangailangan ng mataas na intensity na AI workload, na nangangailangan ng high‑performance graphics processing units (GPUs).

Hindi lamang ang napakalaking bilang ng mga GPU na kinakailangan para sa mga AI use case ang humihingi ng mas maraming espasyo, kundi nangangailangan din ito ng advanced na kakayahan sa enerhiya at paglamig.

Sa katunayan, ang mabilis na pag-usbong ng AI at ang patuloy nitong paglawak ay nagdudulot ng napakabilis na pagtaas ng pangangailangan para sa pagproseso ng data.

Ang mga data center ay inaasahang magiging isa sa pinakamalaking konsumer ng enerhiya sa buong mundo. Ang mga pagtatantiya ay nagsasabing ang konsumo ng enerhiya ng mga data center ay maaaring tumaas ng hanggang 160% hanggang sa mahigit 1,000 terawatt‑hour (TWh), na kumakatawan sa 3% hanggang 4% ng kabuuang konsumo ng kuryente sa mundo, pagsapit ng 2030.

Ang pagtaas na ito ay dulot ng tumataas na pangangailangan sa computational ng mga advanced na AI application, na nagreresulta sa malaking paglikha ng init na nangangailangan ng epektibong solusyon sa paglamig.

Sa katunayan, 40% ng kabuuang paggamit ng enerhiya ng isang data center ay napupunta lamang sa paglamig ng high‑performance computing hardware, partikular ang mga GPU at accelerator.

Ang mga komponenteng ito ay lumilikha ng mas maraming init kaysa sa tradisyonal na CPU, lalo na sa panahon ng AI training at pagproseso ng malalaking language model. Dagdag pa rito ang pagtaas ng densidad ng kapangyarihan sa pag‑compute sa mga modernong AI server, na nagdudulot din ng mas mataas na konsentrasyon ng init, kaya’t nangangailangan ng mas epektibong solusyon sa paglamig.

“Ang gastos sa paglamig ay isang mahalagang overhead cost na kailangang harapin ng mga operator,” sabi ni Rithika Thomas, senior analyst para sa sustainable technologies sa ABI Research, na ang ulat na ‘Chilling Out: Cooling Systems for Data Centres’ ay nanawagan sa mga operator na magpatupad ng epektibong estratehiya upang mapanatili ang performance, stability, at lifespan ng kagamitan.

Kung magpapatuloy ang trend na ito, ang global na paggamit ng enerhiya para sa paglamig ay maaaring humigit‑kumulang doblehin pagsapit ng katapusan ng dekada, kaya’t napakahalaga na makahanap ng solusyon sa problemang ito.

“Ang epektibong estratehiya sa paglamig ay nangangailangan ng holistic, technology‑agnostic na paglapit upang i‑optimise ang Power Usage Effectiveness (PUE), Water Usage Effectiveness (WUE), at thermal management at mabawasan ang operating costs.”

– Thomas

Ang Walang Katapusang Pangangailangan ng Init ng AI ay Nangangailangan ng Mas Matalinong Solusyon sa Paglamig

Ang problema ay ang tradisyonal na mga air‑based cooling method ay nagiging hindi na sapat upang pamahalaan ang init na dala ng mga modernong server. Ang mga pamamaraang ito ay kumokonsumo na ng hanggang 45% ng kabuuang enerhiya ng isang data center.

Pagdating sa maximum na heat flux mula sa advanced na CPU at GPU chip, ito ay kasalukuyang lagpas na sa 50 W/cm². Ang heat flux o thermal flux ay simpleng sukatan ng rate ng enerhiya na naililipat mula sa isang lugar patungo sa iba pa sa anyo ng init.

Halimbawa, ang Hopper ng NVIDIA, isang AI darling at GPU microarchitecture na partikular na dinisenyo para sa mga data center upang pabilisin ang AI at high‑performance computing (HPC) workload, ay may thermal design power (TDP) na 700 W sa 814 mm² na laki ng chip (86 W/cm² heat flux) para sa mga AI application.

Ang Hopper ay kapalit ng NVIDIA sa Ampere architecture at binuo gamit ang higit sa 80 bilyong transistor gamit ang TSMC 4N process.

Pagkatapos ay ang miniaturization ng mga transistor, na maaaring magdulot ng halos sampung beses na mas mataas na transistor density sa 1 nm node pagsapit ng 2030. Ito ay maaaring magresulta sa higit sa 200 W cm⁻² heat flux, isang antas na hindi na kayang alisin nang epektibo at cost‑effective gamit ang air cooling. Dahil dito, nagkakaroon ng pangangailangan para sa liquid cooling.

Ang mga liquid cooling technology ay hindi bago. Ang industriya ay gumagamit na ng mga ito para sa kanilang next‑generation system upang mapabuti ang thermal management at kahusayan sa enerhiya.

Ang pamamaraang ito ay talagang naglilipat ng init mula sa mga server nang mas epektibo kaysa sa air‑based system, na nagreresulta sa pagbaba ng gastos sa paglamig at pag-aaksaya ng enerhiya.

Ang mga advanced na liquid cooling technique ay kinabibilangan ng microchannel cold plates at immersion cooling gamit ang dielectric fluids. Ang tradisyonal na cooling technique, tulad ng single‑phase o boiling heat transfer, ay karaniwang limitado sa heat flux na nasa hanay ng 100 W/cm².

Kaya, ang kailangan natin ay mga high‑performance heat dissipation strategy. Kailangan nilang maging passive, lalo na dahil ito ay hindi nangangailangan ng karagdagang kuryente. Bagaman kanais‑nais, ang mga estratehiyang ito ay nananatiling mahirap makamit.

Pagkatapos ay ang katotohanang ang paglamig ay mahalaga hindi lamang para sa CPU at GPU na ginagamit sa computing at AI kundi pati na rin para sa power electronics kabilang ang light‑emitting diode (LED) chip, high‑power radio frequency (RF), gallium nitride (GaN) high electron mobility transistors (HEMTs), at pump lasers.

Marami sa mga elektronikong ito ay may power dissipation na higit sa 100 W/cm². Dito, ang evaporation heat transfer ay nag-aalok ng promising na teknolohiya para sa paglamig ng high‑power electronics, na may ilang mahalagang bentahe laban sa tradisyonal na cooling method.

Kung ikukumpara sa single‑phase cooling system, ang malaking latent heat ng liquid‑vapor phase change ay nagpapahintulot ng epektibong pag-alis ng init habang nagbibigay ng mas mahusay na stability at walang hysteresis (ang pag‑depend ng estado ng system sa kasaysayan nito). Mayroon ding nabawasang pangangailangan sa pumping power kapag gumagamit ng passive capillary‑driven flow.

Ang mga evaporation‑based system ay talagang nagbibigay ng epektibo at mas kontroladong mekanismo ng heat transfer, lalo na para sa high‑power application, hindi tulad ng boiling.

Sa harap ng pangangailangan para sa energy‑efficient thermal management na kritikal para sa mga data center, ang capillary‑driven thin‑film evaporation sa mga membrane na may napakaliit na pores ay nagtatanghal ng promising na paraan para mag‑dissipate ng mataas na heat flux.

Click here to learn how AI can help keep a check on rising energy demand among AI data centers.

Bagong Teknolohiya sa Paglamig Upang Pigilan ang Patuloy na Pagtaas ng Pangangailangan sa Enerhiya

Sa pangangailangan para sa advanced na cooling strategy na kritikal upang mapigil ang mabilis na pagtaas ng konsumo ng enerhiya sa paglamig ng data center, bawasan ang operational costs, at suportahan ang mga layunin sa carbon reduction, nakabuo ang mga inhinyero ng isang bagong evaporative cooling technology para sa mga data center at high‑powered electronics.

Suportado ng National Science Foundation, ang bagong teknik na ito ay nag-aalok ng promising na alternatibo sa tradisyonal na cooling system, tulad ng mga fan, liquid pump, at heat sink, gaya ng detalye¹ sa journal na Joule. Maaari rin nitong bawasan ang paggamit ng tubig ng maraming kasalukuyang cooling system.

Ang bagong teknolohiya ay tampok ang isang espesyal na dinisenyong fiber membrane na pasibong nag-aalis ng init sa pamamagitan ng evaporation. Ang low‑filter membrane na ginamit dito ay binubuo ng network ng maliliit, interconnected pores na gumagamit ng capillary action upang hilahin ang cooling liquid sa ibabaw nito.

Habang nag‑evaporate ang likido, ang init ay epektibong natatanggal mula sa electronics sa ibaba nang hindi nangangailangan ng karagdagang enerhiya. Ang membrane ay inilalagay sa itaas ng mga microchannel sa ibabaw ng electronics, hinihila ang likido na dumadaloy sa mga channel at epektibong nag‑dissipate ng init.

According to the study’s co-leader, Renkun Chen, professor in the Department of Mechanical and Aerospace Engineering at the UC San Diego Jacobs School of Engineering:

“Kung ikukumpara sa tradisyonal na air o liquid cooling, ang evaporation ay maaaring mag‑dissipate ng mas mataas na heat flux habang gumagamit ng mas kaunting enerhiya.” 

Ang evaporation para sa paglamig ay hindi bago, dahil maraming aplikasyon tulad ng mga evaporator sa air conditioner at heat pipe sa laptop ang gumagamit nito. Ngunit ang pag‑apply ng method sa high‑power electronics ay naging hamon.

Ang mga pagsubok sa paggamit ng porous membrane ay hindi nagtagumpay. Ang porous membrane ay may mataas na surface area na ideal para sa evaporation, ngunit ang mga naunang pagsubok ay may pores na masyadong maliit na nag‑clog, o masyadong malaki na nag‑trigger ng hindi kanais‑nais na boiling, na nagdulot ng kabiguan.

“Dito, gumagamit kami ng porous fiber membrane na may interconnected pores na may tamang sukat,” sabi ni Chen. Sa ganitong paraan, nagawa ng mga inhinyero na makamit ang epektibong evaporation nang walang mga downside na iyon.

Sa pagsubok ng teknolohiya sa iba’t ibang heat flux, natuklasan ng mga mananaliksik na gumagana ang kanilang membrane at nakakamit ang record‑breaking na performance.

Ang membrane ay kayang hawakan ang heat flux na lampas sa 800 watts per square centimeter (W/cm²). Ito ay isa sa pinakamataas na antas na naitala para sa ganitong uri ng cooling system. Hindi lamang iyon, napatunayan din nitong stable sa maraming oras ng operasyon, na naglalarawan ng scalable at energy‑efficient na approach para sa susunod na henerasyon ng electronic cooling.

“Ipinapakita ng tagumpay na ito ang potensyal ng muling pag‑imahin ng mga materyales para sa ganap na bagong aplikasyon.”

– Chen

Ipinaliwanag niya na orihinal na dinisenyo ang fiber members para sa filtration. “Walang sinuman ang nag‑explore ng kanilang paggamit sa evaporation,” dagdag niya. Gayunpaman, kinilala ng koponan ang natatanging structural features, na mga interconnected pores na may tamang sukat, na ginawang perpekto ang mga ito para sa epektibong evaporative cooling. Sinabi ni Chen:

“Ang ikinagulat namin ay na, sa tamang mechanical reinforcement, hindi lamang nila napaglabanan ang mataas na heat flux, kundi nag‑perform nang napakagaling dito.”

Bukod sa kanilang thermal performance, ang mga fiber membrane ay cost‑effective, scalable para sa manufacturing, at nagpapakita ng parehong mechanical flexibility at strength, na nagha‑highlight ng kanilang potensyal para sa thin‑film evaporation at nagpapahiwatig ng kanilang pagiging kapaki‑pakinabang para sa integrasyon sa high‑flux electronic cooling system, kaya’t nag‑aalok ng matibay na solusyon para sa susunod na henerasyon ng thermal management.

Ang mga resulta ay tiyak na promising, ngunit ang teknolohiya ay patuloy pa ring gumagana nang malayo sa teoretikal nitong limit. Ang koponan ay ngayon nagtratrabaho sa pagpapabuti ng membrane at pag‑optimize ng performance nito.

Sa susunod na yugto, isasama ng koponan ang kanilang teknolohiya sa mga prototype ng cold plates, ang mga patag na komponent na nakakabit sa GPU at CPU upang mag‑dissipate ng init. Para sa komersyalisasyon ng teknolohiya, maglulunsad ang koponan ng startup upang dalhin ito sa merkado. Ang Regents of the University of California ay nagsumite rin ng patent kaugnay ng gawaing ito.

Click here to learn about the new chip that will shrink LLM power usage by 50%.

Mga Inobasyon sa Paglamig ng Susunod na Henerasyon

Dahil sa malawak na paggamit ng AI, na inaasahang mag‑contribute ng trilyong dolyar sa pandaigdigang ekonomiya, nagkakaroon na ngayon ng mas malaking pokus sa pagbawas ng enerhiya nito sa pamamagitan ng iba’t ibang paraan.

Noong Mayo 2025, inilathala ng tech giant na Microsoft (MSFT ) ang isang paper na nag‑quantify ng enerhiya at paggamit ng tubig, pati na rin ang greenhouse gas (GHG) emissions na nalilikha ng mga data center cooling technique sa kabuuan ng kanilang lifecycle.

Ang life cycle assessment na ito ay sinusuri hindi lamang ang mga resources na kinokonsumo sa operasyon ng data center kundi pati na rin ang mga resources na kinakailangan upang gawin ang lahat ng virtual machines, server, chip, cooling, at iba pang kagamitan. Ayon sa Microsoft, makakatulong ang data na ito sa mga kumpanya na mag‑disenyo ng data center na gumagamit ng mas kaunting tubig, enerhiya, at carbon.

According to the study lead Husam Alissa, who is a director of systems technology in Cloud Operations and Innovation at Microsoft:

“Inirerekomenda namin sa papel na ito ang paggamit ng life cycle assessment tools upang gabayan ang mga engineering decision nang maaga at ibahagi rin ang tool sa industriya upang mapadali ang pag‑adopt.”

Tungkol sa layunin ng pag-aaral, sinabi ni Alissa:

“Sinusubukan naming sabihan ang industriya, ‘Narito kung paano gumawa ng end‑to‑end life cycle assessment na isinasaalang‑alang ang cooling. At narito ang tool na maaari ninyong i‑customize ayon sa inyong pangangailangan at pagkatapos ay mag‑desisyon.’

Ang kanilang pag-aaral ay tumagal ng dalawang taon, kung saan sinuri nila ang apat na cooling technology, ito ay: cold plates, air cooling, one‑phase immersion, at two‑phase immersion para sa mga server.

Inaasahan ng koponan na ang liquid approach ay mag‑perform nang mas mahusay kaysa sa air cooling, na siyang industry standard, pagdating sa carbon emissions, pati na rin sa konsumo ng enerhiya at tubig.

Habang nag‑install ang Microsoft ng cold plates sa kanilang mga data center, sinusuri rin nila ang iba pang cooling technique, tulad ng rack‑scale cold plate cooling technique na gumagamit ng heat exchanger unit. Ang tech giant ay nagde‑develop din ng bagong teknolohiya, na sinasabing maaaring bawasan ang paggamit ng tubig ng 30% hanggang 50% at pababain ang pangangailangan sa enerhiya at GHG emissions ng halos 15% sa kabuuang lifecycle ng mga data center.

Kamakailan lamang, ang MIT Lincoln Laboratory ay nag‑develop ng isang espesyal na chip upang tasahin ang cooling options para sa packaged chip stacks. Ang natatanging chip na ito ay nag‑dissipate ng napakataas na power upang lumikha ng init sa silicon layer at sa mga tiyak na hot spot. Pagkatapos, inilalapat ang cooling technology sa stack, kung saan sinusukat ng chip ang pagbabago sa temperatura.

Kapag inilagay sa stack, magbibigay ito sa mga mananaliksik ng kakayahang suriin kung paano naglalakbay ang init sa mga layer ng stack at sukatin ang progreso upang mapanatiling malamig ang mga ito.

“Kung mayroon ka lamang isang chip, maaari mo itong palamigin mula sa itaas o ibaba. Ngunit kung magsisimula kang mag‑stack ng ilang chip sa isa’t isa, walang mapag‑labasan ang init. Walang umiiral na cooling method ngayon na nagpapahintulot sa industriya na mag‑stack ng maraming ganitong high‑performance chip.”

– Ang pinuno ng pag-aaral, Chenson Chen ng Advanced Materials and Microsystems Group ng laboratoryo

Pag‑i‑invest sa AI Sector

Isang pandaigdigang lider sa AI‑focused GPUs, Nvidia (NVDA ) ay isang full‑stack computing infrastructure company na gumagana sa Compute & Networking at Graphics segments.

Nakipag‑partner ang Nvidia sa mga pangunahing manlalaro sa semiconductor, paggawa ng server, data storage, at enterprise software upang pabilisin ang deployment ng AI application. Ang chipmaker ay aktibo rin sa pagpopondo ng mga startup, lalo na ng mga AI firm tulad ng OpenAI, xAI, Inflection, Mistral AI, Perplexity, Lambda, Scale AI, at iba pa upang itaguyod ang sektor.

NVIDIA Corporation (NVDA )

Pagdating sa performance ng merkado ng Nvidia, isa ito sa mga pinakamahusay na gumaganang stock, na nag‑record ng nakamamanghang 1,350% na pagtaas sa nakaraang limang taon. Sa kasalukuyan, ang mga shares ng ikalawang pinakamalaking kumpanya sa mundo batay sa market cap na $3.5 trillion ay nag‑trade sa itaas ng $145, tumaas ng 8.33% YTD at halos 3% lamang ng tuktok na halos $150 na naabot noong Nob. 2024.

Mayroon itong EPS (TTM) na 3.10, P/E (TTM) na 46.86, at ROE (TTM) na 115.46% habang nag‑aalok ng dividend yield na 0.03%.

Noong Mayo 2025, iniulat ng Nvidia ang financial results para sa unang quarter ng fiscal 2026, kung saan ang kanilang revenue ay $44.1 bilyon.

Sa larangan ng data center, ang revenue ng kumpanya ay $39.1 bilyon. Para sa sektor na ito, inanunsyo ng Nvidia ang pagtatayo ng mga pabrika sa US, pagpapakilala ng Blackwell Ultra at Dynamo para sa scaling ng AI reasoning model, at plano na pabilisin ang pag‑transition ng IT infrastructure patungo sa enterprise AI factories gamit ang RTX PRO™ Servers. Kabilang sa ilang iba pang inisyatibo, inilunsad din ang NVIDIA AI Data Platform bilang isang customizable reference design para sa AI inference workload.

Isa pang malaking development ay ang paggamit ng 100,000 Nvidia chip upang magtayo ng bagong AI data center sa UAE, na ilulunsad sa susunod na taon.

Sa isa pang kapanapanabik na balita, ang Nvidia ay iniulat na nakikipagtulungan sa Taiwan’s Foxconn upang mag‑deploy ng humanoid robot sa isang bagong Foxconn factory na magpo‑produce ng Nvidia AI server. Inaasahang matatapos ito sa mga susunod na buwan, na magmamarka ng isang milestone sa pag‑adopt ng human‑like robot upang baguhin ang proseso ng pagmamanupaktura.

Latest NVIDIA Corporation (NVDA) Stock News and Developments

Final Thoughts on AI Cooling Innovation

Habang patuloy na binabago ng AI ang mga industriya, ang napakalaking pangangailangan nito sa computing ay nagdudulot ng hindi pa nangyayari na konsumo ng enerhiya at paglikha ng init. Dito, ang promising na pananaliksik sa capillary‑driven thin‑film evaporation ay kumakatawan sa isang mahalagang hakbang patungo sa pagbuo ng mas energy‑efficient, sustainable, at scalable na AI infrastructure para sa hinaharap.

Sa mataas nitong theoretical critical heat flux (CHF), ang capillary‑driven thin‑film evaporation sa nanoporous membrane ay nag‑aalok ng promising na thermal management strategy para sa high‑power electronic device. Ang pinakabagong pag-aaral ay natuklasan na ang fiber membrane ay may bukas na pores na interconnected, bilang epektibong evaporator, na nagpapadali ng mabilis at pantay na liquid transport sa maraming ruta habang epektibong binabawasan ang clogging at tinitiyak ang pantay na wetting sa buong ibabaw.

Sa pagpapakita ng long‑term stability, ang 3D fiber membrane evaporator ay nag‑aalok ng napakapanatag na solusyon para sa advanced thermal management, na nagbibigay ng epektibong cooling solution upang matugunan ang pangangailangan ng modernong electronic system.

Click here to learn all about investing in artificial intelligence.

Studies Referenced:

1. Feng, T.; Pei, Y.; Zhang, H.; Asai, B.; Dong, G.; Joshi, A.; Saha, A.; Cai, S.; Chen, R. High‑Flux and Stable Thin‑Film Evaporation from Fiber Membranes with Interconnected Pores. Joule 2025, 9 (6), 101975. https://doi.org/10.1016/j.joule.2025.101975