С ростом вычислительных потребностей центров обработки данных, особенно в сфере искусственного интеллекта, традиционные методы охлаждения достигают своих практических пределов. Представьте, что один ИИ-ускоритель, например, будущий NVIDIA «Rubin Ultra», может выделять до 2300 Вт тепла. В таких условиях стандартные системы просто не справляются.
Компания Microsoft, управляющая сотнями тысяч ИИ-ускорителей, представила собственное инновационное решение — холодные пластины с микрофлюидикой. Это технология, которая использует микроскопические каналы, вытравленные непосредственно на обратной стороне кремниевых чипов, чтобы доставлять жидкий хладагент как можно ближе к реальным источникам тепла — транзисторным сетям.
Суть в том, что вместо того, чтобы полагаться на металлическую пластину, которая лишь прижимается к упаковке чипа, Microsoft вырезает эти волоскообразные микроканалы прямо в самом кремнии. Дизайн каналов был вдохновлен природой и напоминает скорее прожилки листа, чем прямые трубы. Microsoft даже использовала искусственный интеллект, чтобы направлять жидкость к самым горячим точкам и максимально оптимизировать тепловой след каждого чипа.
Результаты внутренних тестов оказались впечатляющими. Новый подход удаляет тепло в три раза эффективнее, чем обычные холодные пластины, и снижает пиковый рост температуры внутри графического процессора примерно на две трети. Для Microsoft это прямой путь к тому, чтобы выжимать из существующего оборудования больше производительности при одновременном сокращении расходов на энергию для охлаждения.
Снижая тепловой барьер между транзисторами и хладагентом, микрофлюидика открывает двери для более высокой плотности серверов, позволяет чипам работать на более высоких тактовых частотах во время пиковых нагрузок и даже делает возможными новые типы упаковки, такие как 3D-компоновки, которые ранее были невозможны из-за перегрева.
Конечно, внедрение жидкости внутрь чипа — это колоссальный инженерный вызов. Каналы должны быть достаточно глубокими, чтобы поглощать тепло, но при этом не должны ослаблять структуру кремния. Вся система должна быть абсолютно герметичной, и все компоненты — от кремния до стоек в центре обработки данных — должны рассматриваться как единое целое. Microsoft активно работает над итерациями дизайна и сотрудничает с такими производителями, как TSMC, Intel и Samsung, чтобы интегрировать микрофлюидику в свои будущие чипы.