다이아몬드 냉각 기술, AI 열 위기 심화로 주목

(퍼플렉시티가 정리한 기사)

기술 대기업들이 AI 서버를 식히기 위해 경쟁하는 가운데, 다이아몬드 기술이 데이터 센터의 열 위기를 해결할 신기술로 등장하고 있습니다. 다이아몬드는 구리보다 다섯 배나 뛰어난 열전도성을 지녀, 고성능 프로세서의 냉각 문제를 혁신적으로 해결할 수 있는 솔루션을 제공합니다.

혁신적인 열 전달 기술

인공지능 워크로드가 데이터 센터를 열 한계까지 밀어붙이면서 합성 다이아몬드가 컴퓨터 칩을 위한 궁극의 냉각 소재로 부상하고 있습니다. 이번 주에는 업계의 여러 동향을 통해 다이아몬드의 열 관리에 대한 독특한 특성이 다시금 주목받고 있습니다.

다이아몬드의 원자 구조는 각 탄소 원자가 네 개의 다른 탄소 원자와 강하게 결합해 있어 명견할 만한 열 전도 경로를 형성합니다. 이는 민감한 전자 장치를 손상시키기 전에 열 에너지를 급속도로 소산시키는 역할을 합니다. 열 전도율은 2,200 W/(m-K)에 달하며, 이는 실리콘보다 13배, 구리보다 5배나 더 뛰어난 수치입니다. 합성 다이아몬드는 칩 냉각 능력에서 양자 도약을 이룰 수 있는 소재로 평가받고 있습니다.

주요 산업 배치

Akash Systems는 다이아몬드 쿨링 기술로 인도 데이터 센터에 다이아몬드 쿨링 서버를 배치하는 2,700만 달러 규모의 계약을 체결하면서 큰 성과를 거두었습니다. 이 회사의 GPU 냉각 시스템은 온도를 10~20°C 낮추는 동시에, 열 스로틀링 없이 더 높은 클럭 속도를 구현할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

이 기술은 CHIPS 법을 통한 상당한 정부 지원도 이끌어냈으며, Akash Systems는 다이아몬드 쿨링 제조 확대를 위해 최대 6,800만 달러의 연방 자금을 확보했습니다. 이러한 지원은 미국 반도체 경쟁력에서 다이아몬드 쿨링의 전략적 중요성을 부각시킵니다.

차세대 애플리케이션

선도적인 소재 회사들은 다이아몬드 통합을 단순한 열 확산재 수준을 넘어 확장하고 있습니다. De Beers의 자회사인 Element Six 는 열전도율이 800 W/mK에 이르는 구리-다이아몬드 복합재를 출시했으며, 이는 비용 효율성을 유지하여 광범위하게 채택될 수 있습니다. 스탠포드 대학 연구진은 갈륨 나이트라이드(GaN) 장치용 후처리 다이아몬드 통합 기술을 개발하고 있는데, 이는 전력 전자 분야에 혁신을 가져올 수 있습니다.

이 기술은 AI 인프라 효율성에도 폭넓은 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 현재 데이터센터는 미국 전체 전력의 3.7%를 소비하고 있는데, 2029년에는 10%에 이를 것으로 전망됩니다. 다이아몬드 냉각 기술은 프로세서의 성능 저하를 야기하는 열 병목 현상을 제거함으로써 이 에너지 부담을 현저히 줄일 수 있으며, 급속히 성장하는 AI 경제에 비용 절감과 환경적 이점을 동시에 제공할 수 있습니다.