Микрофлюидика: Microsoft обещает революцию в охлаждении

Потребление и тепловыделение современных ИИ-ускорителей вынуждает искать более эффективные методы отвода тепла. Поэтому в наших GPU- и AI-серверах применяются только кастомные жидкостные контуры. Ещё одно из перспективных направлений — так называемое микрофлюидное охлаждение.

Это далеко не новая разработка. Первые прототипы появились ещё лет 15-20 назад, а воз и ныне там. Однако, компания Microsoft утверждает, что смогла добиться практической реализации.

Краткое содержание

• Microsoft хвастается новым методом охлаждения;
• Что такое микрофлюидное охлаждение;
• Критика;
• Где будет применяться.

Микрофлюидное охлаждение

Любые методы охлаждения, будь то воздушные кулеры, жидкостные системы, чиллеры, жидкий азот и всяческая экзотика, контактируют только с поверхностью чипа. В лучшем случае тепло снимается ещё и с обратной стороны микросхемы. Микрофлюидика — это интегрированное охлаждение.

Суть в том, что внутри кремния нарезаются микроканалы и по ним охлаждающая жидкость горизонтально протекает прямо сквозь микросхему. Микроканалы — не просто несколько труб внутри кремния, а развитая и продуманная сеть. Роль играет не только расположение, но и толщина — к более горячим блокам чипа направляется больше жидкости. Microsoft проводит параллели с жилками в крыле бабочки и листьями растений.

Внутренние тесты компании показали, что в сравнении с традиционным подходом температура снижается на 65%. Дополнительный плюс — полное отсутствие термоинтерфейса, вроде термопасты. К сожалению, каких-то конкретных цифр и графиков нет.

Есть проблемы

Microsoft это не упоминает, но есть серьёзный недостаток — осадки. Любая жидкость, в том числе дистиллированная вода, химически «чистая» не на 100%. Даже в ней есть примеси, которые со временем выпадают в осадок. В классических жидкостных системах влияние этого фактора не так критично, как в случае с тончайшими микроканалами прямо внутри чипа.

Создание абсолютно инертной жидкости, которая не выпадает в осадок, при этом не разрушает и не окисляет контур охлаждения — скользкая дорожка. Теоретически это возможно, но влияние на окружающую среду катастрофическое — история с тефлоном не даст соврать. Ведь если материал или жидкость химически полностью инертны, значит, они не растворяются и не распадаются (за адекватное время).

Применение

В первую очередь Microsoft нацелена на промышленное применение — ИИ-ускорители и центры обработки данных, где вопрос охлаждения стоит наиболее остро. Перспектива появления в потребительской электронике туманная. Да и, скажем откровенно, пока кастомных систем жидкостного охлаждения хватает с головой.