Microsoft graba canales microfluídicos en silicio para mejorar la refrigeración en tres veces.

Cuando tienes cientos de miles de aceleradores de IA en tus centros de datos, como Microsoft, los problemas se acumulan fácilmente, especialmente con el enfriamiento. Hoy en día, Microsoft mostró sus placas de enfriamiento personalizadas, que utilizan microfluídicos para llevar refrigerante líquido en canales microscópicos grabados directamente en la parte posterior de chips de silicio, prometiendo alejar el calor mucho más eficazmente que los sistemas estándar de placa fría estándar de hoy. En las pruebas internas, la aproximación eliminó el calor hasta tres veces más eficientemente que las placas frías convencionales y redujo el aumento de la temperatura máxima dentro de una GPU en aproximadamente dos tercios. La compañía ve estos resultados como una vía para permitir a los centros de datos exprimir más rendimiento del mismo hardware mientras utiliza menos energía para enfriar.

En lugar de depender de una placa fría metálica que se encuentra por encima de un chip empaquetado, el diseño de Microsoft talla pequeños microcanales en el silicio en sí para que el refrigerante pueda fluir mucho más cerca de las fuentes de calor reales, la red de transistores real. Los canales son delgados y siguen un patrón único inspirado en la naturaleza, asemejándose a las venas de la hoja más que las tuberías rectas. Microsoft usó IA para dirigir el fluido hacia los puntos calientes y mapear la huella térmica de cada chip, mejorando la eficiencia sobre los diseños estandarizados de los canales.

 

  

Los aceleradores de IA modernos deslizan mucha energía en una zona pequeña y densa. Por ejemplo, NVIDIA's "Rubin Ultra" se prevé que produzca 2.300 W de calor a partir de un solo acelerador. A medida que cada nueva generación de aceleradores se vuelve más densa en los nuevos nodos, los transistores se acercan y más transistores pueden producir más calor. Incluso si la eficiencia mejora con los últimos nodos, las empresas aprovechan para extraer el máximo rendimiento. Sin embargo, el enfriamiento convencional está alcanzando límites prácticos. El enfriamiento microfluídico reduce la barrera térmica entre el refrigerante y el transistor, para que el líquido pueda lograr el máximo contacto con la capa de transistor. Eso a su vez permite densidades de bastidor más altas, relojes más altos durante los picos de demanda breves, y nuevas opciones de empaque, como los diseños de chip 3D que previamente han sido bloqueados por el calor.

Traer un líquido real, independientemente de su tipo, dentro del chip introduce desafíos mecánicos y de fabricación. Los canales tienen que ser lo suficientemente profundos para permitir que el líquido absorba suficiente calor, pero lo suficientemente poco profundo como para mantener la estructura sin debilitarla. Los paquetes deben ser a prueba de fugas, y los refrigerantes y métodos de grabado requieren validación. Todo el sistema, incluyendo silicio, tablero, servidor y fontanería de datacentro, debe ser considerado de manera holística. Microsoft está experimentando múltiples iteraciones de diseño y pruebas de laboratorio para explorar cómo incorporar la microfluídica en los futuros chips internos y asociaciones con fabricantes. Para lograr este tipo de refrigeración de chip, el embalaje debe ser producido por TSMC, Intel, Samsung u otro propietario de fabuloso.

Fuente: Microsoft