Microsoft představuje nové počítačové čipy chlazené kapalina-mohou zabránit masivnímu přehřátí datových center AI
Inženýři společnosti Microsoft vymysleli nový způsob, jak udržet datová centra v pohodě – a může to pomoci zabránit další generaci Umělá inteligence (AI) Hardware od vaření samotného po smrtí.
Tato technologie je založena na „mikrofluidice“ a zahrnuje čerpání kapaliny chladicí kapaliny přes malé kanály vyleptané přímo do křemíkových čipů.
Společnost to doufá mikrofluidika Umožňuje datovým centrům spustit náročnější výpočetní pracovní zátěž bez rizika přehřátí, zejména když na trh vstupují novější a výkonnější procesory AI. Ty generují mnohem více tepla než dřívější generace počítačových čipů, přičemž Microsoft varuje, že současná technologie chlazení by mohla maximalizovat výkon datového centra za „jen pár let“.
„Pokud se stále těžce spoléháte na tradiční technologii studených desek, uvíznete,“ uvedl ve svém prohlášení Sashi Majity, vedoucí technický programový manažer ve společnosti Microsoft. „Jakmile za pět let, by se to mohlo stát stropem na výkon.“
Grafické zpracovatelské jednotky (GPU) se často používají v datových centrech, protože mohou provádět více výpočtů paralelně. Díky tomu jsou ideální pro napájení AI a další výpočetně intenzivní pracovní zatížení.
Aby se zabránilo jejich přehřátí, GPU jsou obvykle ochlazovány pomocí kovových studených desek. Ty jsou namontovány na horní části pouzdra čipu a obíhají chladicí kapalinu kolem a kolem něj, aby odtáhly teplo pryč. Studené destičky jsou však odděleny od křemíku několika vrstvami, což omezuje, kolik tepla mohou extrahovat z čipu.
Cool a Groovy
Technologie Microsoft Microfluidics zahrnuje leptání drážky velikosti lidských vlasů přímo do křemíkového die – hustě zabalené výpočetní jádro čipu. Když je chladicí kapalina odesílána přímo do matrice prostřednictvím tohoto mikroskopického potrubí, teplo se neseje mnohem efektivněji.
Prototypový čip prošel čtyřmi iteracemi designu. Společnost Microsoft spolupracovala se švýcarským startupem Corintis, aby vyvinula rozvržení inspirované listovými žilami a křídly motýlů – vzory, které distribuují kapalinu přes větvené cesty spíše než přímky.
Cílem bylo přesněji oslovit hotspoty a vyhnout se ucpávání nebo praskání křemíku. Model AI tyto chladicí cesty optimalizoval pomocí tepelných map, aby ukázal, kde teploty mají tendenci být nejvyšší na procesoru.
Inženýři poté testovali návrh na GPU s provozováním simulovaného pracovního vytížení týmů Microsoft – kombinace video, zvukových a transkripčních služeb používaných k odrážení typických podmínek datového centra. Kromě mnohem efektivněji odnášení tepla snížil mikrofluidní chladicí systém podle zástupců společnosti Microsoft zvýšení vrcholné teploty v křemíku GPU o 65%.
Kromě lepší tepelné kontroly, Microsoft doufá, že mikrofluidika může umožnit přetaktování – bezpečně tlačit čipy za běžné provozní limity, aniž by je vyhořely.
„Kdykoli máme špičaté pracovní zatížení, chceme být schopni přetaktování,“ uvedl v prohlášení Jim Kleewein, technický člen společnosti Microsoft 365 Core Management. „Mikrofluidici by nám umožnili přetaktování bez obav z roztavení čipu dolů, protože je to účinnější chladič čipu.“
Společnost nyní zkoumá, jak aplikovat mikrofluidiky na své vlastní kobalt a Maia Chips a nyní bude spolupracovat s Fakultačními partnery, aby tuto technologii uvedl do širšího využití. Budoucí aplikace mohou zahrnovat chlazení 3D stohovaných čipů, které je notoricky obtížné navrhnout kvůli nahromadění tepla mezi vrstvami.
„Chceme, aby se mikrofluidici stali něčím, co dělá, nejen něco, co děláme,“ řekl Kleewein. „Čím více lidí, kteří to přijímají, tím lépe, tím rychleji se technologie vyvíjí, tím lepší bude pro nás, pro naše zákazníky, pro všechny.“
