Ionic Wind 探索电离空气冷却服务器，声称成本降低 60%

快速阅读: 据《Tom 的硬件》称，Ionic Wind Technologies公司正试验离子空气冷却技术，有望将数据中心冷却成本降低60%。该技术利用电场使空气分子离子化，产生气流，无需传统风扇。尽管存在灰尘积聚和臭氧等问题，Ionic Wind通过定制钨针尖提高了气流速度并降低了能耗。该公司还探索将其应用于空气净化和敏感材料干燥等领域。

（图片来源：Ionic Wind Technologies。）由瑞士研究团队组建的一家公司，Ionic Wind Technologies，正在试验离子空气冷却技术（有时称为“离子风”），这是一种固态无风扇主动冷却技术。Ionic Wind的技术基于电液动力学（EHD）原理：它利用电场使空气分子离子化，然后移动这些分子，从而在不使用传统机械风扇的情况下产生气流。据德国网站Heise.de报道，Ionic Wind声称其技术可以将数据中心冷却成本降低60%。但也存在一些问题。

当前，大多数数据中心使用传统的空气冷却器和空调。空气冷却器能够完成基本的冷却工作，但对于最新的高性能AI GPU，如英伟达的B200，它们显得力不从心。许多空气冷却器需要产生高压气流，并且有时会失效。虽然空调足够强大以冷却现代数据中心，但它们消耗大量电力。随着处理器变得更加复杂和发热，使用成本将上升。离子风冷却（也称为电液动力学或EHD冷却）登场。

它使用高电压创建强电场，使空气分子离子化。实际上，一根细线或尖针被充电至几千伏特，导致电子从附近空气分子中剥离或添加，这一过程被称为电晕放电。产生的离子随后在电场的作用下被拉向收集电极，在移动过程中与中性空气分子碰撞并推动它们。这种带电粒子和中性粒子的连续运动产生了小规模气流——离子风——而无需依赖机械风扇。由于没有活动部件，离子风冷却理论上可以提供静音操作和更纤薄的设计形式。

Ionic Wind Technologies通过用定制的钨针尖替换标准电线电极来改进离子风冷却方法，这些钨针尖嵌入外壳中。这些钨针尖产生的气流速度是传统电极的两倍以上，同时使用更少的电力。这些电极的小巧尺寸允许更流线型的设计，使其更容易集成到实际系统中。电极的尖端还具有轻微的圆角，以创造静电场的不对称性，从而引导和增强气流。

“Ionic Wind的定制针尖相比传统电极能实现两倍以上的气流速度，而且能耗更低，”Ionic Wind的唐纳托·鲁宾内蒂告诉Heise。“针尖永远不会无限尖锐；它总是有轻微的圆角。这对针电极的性能至关重要。”

该系统还利用了科安达效应，这是一种移动空气附着在表面的现象。据Ionic Wind Technologies介绍，这一原理——在飞机机翼和戴森无叶风扇中使用的原理——有助于控制气流方向，提高冷却效率，同时减少湍流和能量损耗。数据中心常见的低效问题之一是冷空气旁路设备泄漏。Ionic Wind表示它可以减少这个问题，并减少所需的气流量，从而节省冷却所需的能源费用。

尽管这项技术在理论上很有前景，但实际应用中仍面临一些挑战。首先，与传统风扇相比，我们谈论的是相对较低的气流量。其次，空气中存在的颗粒物（灰尘、气溶胶等）会使带电粒子倾向于相互吸引，或者被带有相反电荷（或接地）的表面吸引。这大大增加了加速灰尘积聚的风险，而灰尘不仅会困住热量，还会导致组件短路或腐蚀。由于需要高电压来充电粒子，它们会产生副产品如臭氧，对电子元件有害，腐蚀金属，并随着时间推移降解塑料或橡胶。

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因此，尽管EHD冷却已在利基应用和研究原型中进行了探索，但由于可靠性和性能方面的权衡，它并未广泛应用于主流计算。Ionic Wind Technologies当然希望其定制的钨针尖可以帮助其技术克服EHD的传统问题。然而，除了将离子风冷却技术应用于传统服务器外，它还探索了空气净化（冷却的负面副作用对空气净化来说是正面效果）或敏感材料干燥的应用。它还探索在极端条件下生成气流，传统风扇在这种情况下可能无法正常工作。

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安东·希洛夫

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特约撰稿人

安东·希洛夫是Tom’s Hardware的特约撰稿人。在过去的几十年里，他报道了从CPU和GPU到超级计算机的一切，以及现代制造技术和最新工厂工具到高科技行业趋势。

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