Microsoft протравливает жидкие каналы в кремнии, чтобы улучшить охлаждение в три раза
Решение для охлаждения, вдохновлённое природой, которое использует возможности искусственного интеллекта для индивидуальной настройки конструкции под внутреннюю компоновку каждого чипа.
Компания Microsoft представила собственное решение для охлаждения чипов в серверах и центрах обработки данных, в котором микрожидкостные каналы вытравлены непосредственно на кремнии для улучшения теплопередачи. Компания утверждает, что её разработка в определённых условиях в три раза повышает эффективность охлаждения, открывая путь к более компактным и высокопроизводительным центральным и графическим процессорам для удовлетворения растущего спроса на искусственный интеллект.
Современные охлаждающие пластины уже достигли предела по отводу тепла, что затрудняет разработку потенциальных чипов, в которых необходимо учитывать такие аспекты, как плотность тепла и «горячие точки», как никогда раньше. Это, безусловно, проблема для всех процессоров на основе кремния, но особенно для тех, которые используются в сфере искусственного интеллекта.
Чтобы решить эту проблему, вместо двухфазного решения, как у AMD, Microsoft разработала систему охлаждения, в которой микрожидкостные каналы напрямую интегрированы в кремний чипа. Эти крошечные канавки, сравнимые по диаметру с человеческим волосом, проходят через тепловыделяющие области чипа и обеспечивают более эффективное отведение тепла. Поскольку охлаждающая жидкость находится в непосредственном контакте с кремнием, для обеспечения такого же потенциала охлаждения, как при использовании традиционных методов, не требуется экстремально высокая температура жидкости, что позволяет экономить энергию и эксплуатационные расходы.
Команда использовала искусственный интеллект для проектирования этих каналов, настроив их таким образом, чтобы они соответствовали тепловому режиму каждого чипа. Это обеспечивает более эффективную теплоотдачу, что, в свою очередь, позволяет размещать серверы с большей плотностью, поскольку плотность теплового потока становится менее значимым фактором. Это также открывает возможности для более продвинутых архитектур, таких как трёхмерная укладка, где отвод тепла особенно затруднён.
Microsoft утверждает, что её микрофлюидная конструкция может рассеивать более 1 кВт/см², что позволяет ей справляться с тепловым потоком в два или три раза большим, чем у стандартных охлаждающих пластин. Кроме того, утверждается, что максимальный нагрев кремния снижается на 65 %. Хотя основное внимание в этой инновации уделяется охлаждению главного чипа, который может потреблять до 900 Вт в случае с суперчипом Nvidia GH200 Grace Hopper, память HBM также может выиграть от этого. Это должно повысить скорость работы памяти при выполнении самых ресурсоёмких задач.
Тем не менее у этих микрожидкостных каналов есть свои недостатки. Например, из-за их чрезвычайно малого размера точность имеет решающее значение, поскольку размеры каждого канала должны соответствовать скорости потока и механической прочности. Не говоря уже о необходимости изменения химического состава охлаждающей жидкости, чтобы избежать образования отложений или других проблем, которые могут препятствовать циркуляции жидкости. Из-за отсутствия большого теплоотвода, поглощающего тепло, любое засорение может привести к катастрофическому перегреву.
Microsoft планирует изучить возможность интеграции микрофлюидного охлаждения в свои чипы следующего поколения и сотрудничает со своими партнёрами в области производства и кремниевых технологий, чтобы масштабировать эту технологию. Цель состоит в том, чтобы стандартизировать её, чтобы отрасль могла использовать свой опыт и совершенствовать её.
Редактор: AndreyEx
