IBM отдавна популяризира идеята за внедряване на микрохидродинамични системи за

IBM от дълго време разпространява концепцията за внедряване на микрохидродинамични системи за изстудяване на полупроводниковите съставни елементи, само че Microsoft не желае да изостава и организира съответните опити в своята инфраструктура. Нейните резултати към този момент потвърдиха, че директното течно изстудяване на микрочиповете може да усъвършенства тяхната продуктивност в актуалните условия.

Както е маркирано в прессъобщение на Microsoft, компанията към този момент тества течно изстудяване посредством микроканали, гравирани непосредствено върху кристала на процесори, употребявани в инфраструктурата за облачни услуги Office, както и в графични процесори, употребявани за работа със системи с изкуствен интелект. Този метод усъвършенства три пъти изискванията за разпръскване на топлината спрямо класическите железни топлоразпределители, употребявани на всички места.

Авторите на изследването употребяват изкуствен интелект, с цел да дефинират топлинния отпечатък на съответни чипове и да разпознават най-горещите зони на кристала, които изискват по-интензивно изстудяване. За тази част разработчиците са почерпили ентусиазъм от природата, която е основала кръвоносните системи на животните и хората. Смята се, че сходни способи за изстудяване ще открият нови благоприятни условия за идващото потомство чипове с изкуствен интелект. Проблемът при сегашните подходи за изстудяване са относително високите загуби, дължащи се на огромния брой звена във веригата за транспорт на топлота.

В случая с графичните процесори въвеждането на микрохидродинамично изстудяване може да понижи оптималното нарастване на температурата на чипа с 65%, макар че успеваемостта може да варира в необятни граници според от типа на полупроводниковите съставни елементи.

По време на процеса на литография в задната повърхнина на кристала се гравират дребни канали, които разрешават охлаждащата течност да се подава непосредствено към кристала и топлината да се разсейва по-ефективно. Дълбочината на микроканалите би трябвало да е задоволителна, с цел да се обезпечи добра циркулация на течностите, без да се запушват с микрочастици, само че е значимо да се резервира здравината на самия кристал, който не би трябвало да става прекомерно нежен. Само през последната година разработчиците са преработвали четири пъти микроканалите, с цел да усилят оптимално успеваемостта им.

Отделно предизвикателство е бил изборът на стадиите на индустриалния развой на чипа, виновни за гравирането на микроканалите върху повърхността на силициевата пластина, изборът на химикали за гравирането и оптималния състав на охлаждащата течност, както и създаването на херметична опаковка за целия чип.

За да извлече най-хубавото от природата, Microsoft си сътрудничи с швейцарския стартъп Corintis, вследствие на което е основана система от микроканали със конструкция, по-близка до биологичната. Твърди се, че тя прилича кръвоносните съдове в крилото на пеперуда.

Отбелязва се, че директният контакт на охлаждащата течност с полупроводниковите съставни елементи разрешава поддържането на много висока температура – до 70 градуса по Целзий, като в същото време се резервира висока успеваемост на охлаждането. Внимателното разглеждане на пробните резултати сподели, че този метод видимо превъзхожда стандартните решения. Освен това той разрешава чиповете да се подреждат един върху различен без риск от прегряване – в случай че всяко равнище ще се охлажда от течност. В сървърните системи чиповете с триизмерна многостепенна класификация са изключително търсени, защото понижават закъсненията при обмена на информация сред изчислителните блокове и паметта. Преди това сходна класификация беше сложна за осъществяване заради проблеми с разсейването на топлината.

Възможно е Microsoft да употребява тези разработки за основаване на нова високопроизводителна памет. Представителите на компанията не желаят да споделят детайлности за профилните разработки, само че не крият интереса си: „ Паметта не е нещо, което може да се пренебрегне “.

От компанията изясняват, че разказаният метод към охлаждането открива нови благоприятни условия за основаване на 3D-чипове със комплицирана многостепенна класификация. Когато чиповете се подреждат отвесно, системата от микроканали на всяко равнище ще се свързва със прилежащите благодарение на отвесни канали – сходно на паркинг на няколко етажа. Това ще подсигурява, че всяко равнище се охлажда дейно, до момента в който в този момент при многоетажните чипове топлината просто се трансферира от долните кристали към горните, на които е инсталиран охладител.

Мащабът на бизнеса на Microsoft с калкулации в облак принуждава компанията да преследва всяка опция за оптимизация, в това число понижаване на потреблението на сила.

Течното изстудяване на чиповете посредством пряк контакт през мрежа от микроканали открива нови благоприятни условия за ръководство на изчислителната мощ през пиковите интервали. Например, в същата среда на Teams има прозорец от към час или час и половина денем, които се характеризират с пиково натоварване – просто главната част от видеоконференциите се организира в избрани часове. Вместо да поддържа авариен потенциал на сървърите за тези потребности, Microsoft би могла краткосрочно да усили честотата на процесорите в съществуващите, като че ли да ги „ овърклокне “, с цел да реализира нужната продуктивност. С помощта на течно изстудяване това би било по-безопасно и по-лесно да се направи.

Джуди Прийст, корпоративен вицепрезидент и основен механически шеф на отдел „ Облачни интервенции и нововъведения “ в Microsoft, съобщи следното:

„ Микрохидродинамиката ще даде опция за по-енергийно плътни структури, които дават на клиентите повече от значимите за тях функционалности, като в същото време обезпечават по-висока продуктивност при по-малко пространство. “

Хусам Алиса, шеф на систематичните технологии в това поделение на Microsoft добави:

„ Системното мислене е значимо при създаването на технологии като микрохидродинамиката. Трябва да се разбере по какъв начин системите си взаимодействат в силиция, посредством охладителната течност, в сървърния сегмент и в центъра за данни, с цел да се получи най-хубавата стойност. “

Важно е да напомним, че освен IBM и Microsoft, само че и Intel организират сходни разработки. Последната обаче предлага не да гравира самите кристали, а да трансформира самия похлупак на процесора във воден блок. Според компанията това ще разреши дейно изстудяване на процесори, които излъчват 1000 W (вата) мощ.

Microsoft също по този начин създава нови типове кухи оптични нишки. Вместо стъклена вътрешност тези нишки съдържат въздух, което им разрешава да предават сигнали по-бързо. Сътрудничеството в тази тенденция е в ход с фирмите Corning и Heraeus Covantics, което би могло да сътвори произвеждане на такива нишки.