Làm mát trực tiếp chip (Direct-to-Chip Cooling) cho trung tâm dữ liệu: Giải pháp đáp ứng nhiệt độ của AI – Bài viết của David Elliott
Ngày 24 tháng 6 năm 2026 | Công nghệ – Trung tâm dữ liệu
Annie Nguyễn
Khi trí tuệ nhân tạo tiếp tục phát triển, các trung tâm dữ liệu không chỉ cần phát triển – mà cần phát triển nhanh. Áp lực không chỉ đến từ nhu cầu điện năng tăng vọt, mà còn từ nhiệt lượng khổng lồ mà các trung tâm dữ liệu AI tạo ra. Các nghiên cứu gần đây (chưa qua bình duyệt) thậm chí còn chỉ ra rằng chúng có thể tạo ra "đảo nhiệt" làm tăng nhiệt độ của vùng đất xung quanh.
Vấn đề cốt lõi nằm ở mật độ rack – mức tiêu thụ điện năng và sinh nhiệt của thiết bị IT trong một tủ rack – và công nghệ làm mát truyền thống đang bị đẩy đến giới hạn.
Làm mát trung tâm dữ liệu hiện tại
Các hệ thống làm mát trung tâm dữ liệu truyền thống chủ yếu dựa vào điều hòa không khí, thường xử lý tải IT khoảng 20 kW mỗi rack. Tuy nhiên, khối lượng công việc AI, được thúc đẩy bởi các cụm bộ xử lý hiệu suất cao như GPU, hiện đang tạo ra mật độ rack 100 kW – và dự kiến sẽ tăng lên 1,2 MW vào năm 2028. Điều này buộc ngành phải chuyển sang làm mát bằng chất lỏng, vốn có thể hỗ trợ mật độ rack cao hơn nhiều (trên 200 kW) vì chất lỏng có khả năng hấp thụ và truyền nhiệt hiệu quả hơn. Thị trường làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu dự kiến sẽ tăng từ 6,6 tỷ USD năm nay lên 38,4 tỷ USD vào năm 2033.
Làm mát trực tiếp chip là gì?
Làm mát trực tiếp chip (direct-to-chip liquid cooling) được xem là một công nghệ hiệu quả và có khả năng mở rộng để xử lý nhiệt từ các tác vụ AI. Công nghệ này đưa chất làm mát qua các tấm làm mát (cold plates) gắn trên các linh kiện nóng nhất, đặc biệt là CPU và GPU, giúp loại bỏ nhiệt ngay tại nguồn thay vì để nhiệt hấp thụ vào không khí. Điều này tiết kiệm không gian, cho phép linh kiện chạy nhanh hơn và sử dụng ít năng lượng hơn so với quạt làm mát bằng không khí – đặc biệt đáng kể khi có tới 40% điện năng của trung tâm dữ liệu được sử dụng cho làm mát.
Làm mát trực tiếp chip hai pha (Two-Phase DLC)
Có hai loại làm mát trực tiếp chip: một pha và hai pha. Trong làm mát một pha, chất làm mát lỏng được di chuyển qua tấm làm mát để làm nguội chip, sau đó nhiệt được giải phóng qua cơ chế tản nhiệt và chất lỏng được đưa trở lại hệ thống.
Làm mát hai pha tiên tiến hơn – nó đẩy nhiệt ra ngoài bằng cách làm bay hơi chất làm mát trong tấm làm mát, loại bỏ nhiều nhiệt hơn đáng kể so với chỉ nâng nhiệt độ của chất lỏng. Hơi sau đó được ngưng tụ trở lại thành chất lỏng trong bộ phận thải nhiệt và được bơm trở lại hệ thống.
Lợi ích của làm mát hai pha
Quá trình này mang lại nhiều lợi ích. Mitsubishi Heavy Industries (MHI), đơn vị đã ứng dụng công nghệ này, cho biết tốc độ truyền nhiệt cao hơn một bậc so với làm mát bằng không khí thông thường, giúp GPU hoạt động ổn định và giảm nguy cơ hỏng hóc cho toàn bộ hệ thống. Công nghệ này sử dụng chất làm mát không dẫn điện, cách điện, không dùng nước – vì vậy nếu rò rỉ xảy ra, nó sẽ không gây chập mạch điện, ngăn ngừa hư hỏng thiết bị. Ngoài ra, công nghệ hai pha tiêu thụ ít điện năng hơn vì loại bỏ nhiệt hiệu quả hơn, mang lại lợi ích về chi phí và khí thải.
Tương lai của làm mát hai pha
Các nhà phân tích dự đoán làm mát trực tiếp chip hai pha sẽ được triển khai quy mô lớn trong vòng vài năm tới. MHI đang thử nghiệm ứng dụng công nghệ này để nâng cao hiệu suất của các trung tâm dữ liệu hiện có tại Nhật Bản mà không cần sửa đổi lớn. Công ty cũng đang hợp tác với EXEO Group để bắt đầu sử dụng thương mại đầu tiên tại Nhật Bản đối với máy chủ GPU sử dụng làm mát hai pha.
Làm mát có thể đã trở thành một nút thắt chiến lược đối với hiệu suất trung tâm dữ liệu – nhưng công nghệ mới nhất đang chỉ ra một tương lai hiệu quả khi thị trường trung tâm dữ liệu tiếp tục nóng lên.
