S porastom potražnje za uslugama umjetne inteligencije, čipovi koji pokreću najnovija AI dostignuća generiraju znatno više topline od prethodnih generacija. Postojeće tehnologije hlađenja uskoro bi mogle postati prepreka daljnjem napretku, kažu iz Microsofta, no potom objavljuju veliku vijest. Njihovi su timovi uspješno testirali inovativni sustav hlađenja koji bi mogao riješiti taj problem. Riječ je o tehnici poznatoj kao mikrofluidno hlađenje, pristupu koji rashladnu tekućinu dovodi izravno unutar silicijskog čipa, na sam izvor topline.

Izravno hlađenje čipa

Ova metoda koristi sićušne kanale ugravirane izravno na poleđinu čipa, kroz koje tekućina protječe i tako učinkovitije uklanja toplinu. Laboratorijska testiranja pokazala su da je mikrofluidna tehnologija i do triput učinkovitija od naprednih sustava hlađenja hladnim pločama, koje se danas često koriste u podatkovnim centrima. Ova tehnologija također je smanjila maksimalni porast temperature silicija unutar GPU-a za 65%, što bi trebalo poboljšati energetsku učinkovitost i smanjiti operativne troškove.

Iako koncept mikrofluidike nije nov, njegova primjena predstavljala je velik industrijski izazov. Microsoftov tim je sada, u suradnji sa švicarskim startupom Corintis, iskoristio umjetnu inteligenciju za optimizaciju dizajna mikrokanala za protok rashladne tekućine. Inspiraciju za to su pronašli u prirodi, stvorivši dizajn koji podsjeća na vene u listu ili krilima leptira. Time se, kažu, postiže učinkovitija distribucija rashladne tekućine do najtoplijih točaka na čipu.

Razvoj je zahtijevao rješavanje složenih inženjerskih problema, poput određivanja optimalne dubine kanala kako se ne bi ugrozila strukturalna cjelovitost čipa, kao i dizajniranja vodonepropusnog kućišta. U godinu dana tim je proizveo četiri iteracije dizajna, dokazujući time spremnost tehnologije za testiranje u stvarnim uvjetima. Sustav je uspješno testiran na poslužitelju koji je pokretao simulirani sastanak putem usluge Microsoft Teams.

Brzina, pouzdanost i učinkovitost

Prednosti mikrofluidnog hlađenja najbolje se očituju na primjeru servisa s promjenjivim opterećenjem, poput Teamsa. Tijekom vršnih opterećenja, kao što je početak sastanaka, poslužitelji generiraju znatno više topline. Učinkovitije hlađenje omogućava privremeni overclocking, rad procesora na višem taktu, bez opasnosti od njihovog pregrijavanja i oštećenja. To donosi prednosti u brzini, pouzdanosti i smanjenju troškova jer nije potrebno instalirati višak kapaciteta koji bi većinu vremena bio neiskorišten.

Osim toga, mikrofluidika otvara vrata potpuno novim arhitekturama čipova, poput 3D čipova gdje se više slojeva slažu jedan na drugi. Takav dizajn generira iznimno visoku toplinu koju je teško kontrolirati tradicionalnim metodama. Mogućnost provođenja rashladne tekućine izravno kroz slojeve čipa mogla bi ukloniti tu prepreku.

Učinkovitije hlađenje također bi omogućilo veću gustoću poslužitelja u podatkovnim centrima, što bi povećalo računalnu snagu bez potrebe za izgradnjom dodatnih objekata te smanjilo opterećenje na energetske mreže, zaključuju iz Microsofta te napominju da je ovaj projekt samo jedan u nizu onih u koje su dosad uložili milijarde. Samo u tekućem kvartalu za istraživanja i razvoj u području umjetne inteligencije, poput ovoga, predviđeno je ulaganje od 30 milijardi dolara.