기본 콘텐츠로 건너뛰기

짠물을 이용한 패시브 쿨러?




 (Image credit: City University Hong Kong)

고성능 컴퓨터일수록 프로세서에 투입되는 전력이 많기 때문에 결국 쿨러에 들어가는 전력도 비례해서 커집니다. 고성능 서버가 밀집한 데이터 센터의 경우 이 문제가 심각해서 전체 전력의 40%가 냉각에 들어가는 경우도 있습니다. 따라서 냉각에 들어가는 에너지를 줄이는 것이 중요한 과제가 되고 있습니다.

이를 위해 여러 가지 아이디어들이 나오는 가운데 홍콩 시티 대학의 연구팀은 기존의 히트 싱크를 대신할 수 있는 새로운 아이디어를 제시했습니다. 연구팀이 개발 HSMHS (hygroscopic salt-loaded membrane-encapsulated heat sink) 기술은 브로민화 리튬염 (lithium bromide salt) 용액을 이용한 쿨러로 일반적인 히트 파이프처럼 증발과 응축을 통해 열을 식히는 대신 염분을 이용해 물 분자를 탈착 (desorption)과 흡착 (absorption)해 열을 식한다는 차이가 있습니다.

또 다른 특징은 히트 싱크가 막에 의해 둘러쌓여 있다는 것인데, 이 막은 브로민화 리튬염은 막고 수증기만 통과시켜 용액을 보호합니다. 따라서 열을 식힐 때는 탈착 과정을 통해 열을 분산시키고 그렇지 않을 때는 공기 중의 수분을 흡수해 다시 염분 용액으로 돌아가는 원리입니다.

연구팀에 따르면 이 방식은 기존의 히트 싱크보다 32.65% 정도 프로세서 성능을 올리고 온도를 섭씨 64도에서 안정적으로 400분 간 유지할 수 있지만, 패시브 냉각 방식으로 에너지를 소모하거나 소음을 만들지 않습니다. 그리고 브로민화 리튬염이 MOFs 같은 다른 대안보다 훨씬 저렴하다는 장점도 있습니다.

여기까지 이야기를 들으면 귀가 솔깃해지는 내용이지만, 서버에 사용할 수 있을지 의구심이 드는 부분도 있습니다. 테스트 시스템은 매우 작은 보드에 작은 히트 싱크를 달았지만, HSMHS 쿨러는 상당히 큰 크기입니다. 일반 구리 히트 싱크도 크기를 키우면 패시브 쿨링이 얼마든지 가능하다는 점에서 의문이 생깁니다. 또 원리상 물이 모두 증발하고 나면 외부에서 물을 공급해야 하는지, 그리고 넘치는 수증기는 어떻게 처리하는지도 의문점이 생깁니다.

다만 일반 히트 싱크 혹은 히트 파이프처럼 사용한다고 해도 열 전도율이 더 우수하다면 의미가 없는 게 아니므로 상용화 여부는 지켜봐야 알 수 있을 것 같습니다. 연구팀의 이야기처럼 기존의 쿨러 보다 우수한 패시브 쿨러인지는 검증이 필요하지만, 이렇게 새로운 냉각방식에 대한 시도는 중요하다고 생각합니다.

참고

https://www.tomshardware.com/pc-components/cooling/passive-salt-water-cooling-boosts-cpu-performance-by-almost-33

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666998623001801?via%3Dihub

댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...