با افزایش دمای پردازنده‌های رده دیتاسنتر، شرکت‌ها به دنبال راهکارهای نوآورانه برای مدیریت حرارت هستند. در حالی که انویدیا و شرکای آن در حال آزمایش صفحات خنک‌کننده جدید و خنک‌سازی غوطه‌وری برای پردازنده‌های گرافیکی هوش مصنوعی نسل بعدی هستند، مایکروسافت رویکرد متفاوتی ارائه کرده است. این شرکت پیشنهاد داده که میکروکانال‌های سیال روی پشت چیپ ایجاد شود تا دمای اوج پردازنده تا 65 درصد کاهش یابد؛ روشی که تا سه برابر کارآمدتر از صفحات خنک‌کننده عمل می‌کند.
مایکروسافت اخیراً با پشتیبانی از والپیپرهای ویدیویی بومی در ویندوز 11 و افزایش دوباره قیمت کنسول‌های Xbox در آمریکا، تغییرات قابل توجهی را رقم زده است که مرور آن‌ها خالی از لطف نیست.
فناوری خنک‌سازی با میکروکانال‌های سیال مایکروسافت
مایکروسافت سامانه‌ای طراحی کرده که در آن مایع مستقیما به میکروکانال‌های حک شده روی پشت سطح سیلیکونی هدایت می‌شود تا جریان خنک‌کننده به بخش‌های داغ داخل چیپ برسد. جریان یافتن مایع درون چیپ، راندمان خنک‌سازی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد؛ زیرا مایع تقریبا به نقاط داغ پردازنده دسترسی مستقیم دارد. این در حالی است که در روش‌های متداول خنک‌سازی مایع یا حتی خنک‌سازی غوطه‌وری، حرارت از چندین لایه دورتر به مایع منتقل می‌شود.
بهینه‌سازی طراحی کانال‌ها با هوش مصنوعی
برای بهینه‌سازی مسیر انتقال حرارت، مایکروسافت با استارتاپ سوئیسی Corintis همکاری کرده است. این شرکت با استفاده از هوش مصنوعی هندسه کانال‌ها را اصلاح کرد. در نتیجه به جای خطوط مستقیم ساده، الگوی نهایی از طرح‌های طبیعی مانند رگبرگ‌های برگ یا بال‌های پروانه الهام گرفته است تا حرکت مایع کارآمدتر هدایت شود. البته میکروکانال‌ها باید به اندازه‌ای کوچک طراحی شوند که عملکرد مناسبی داشته باشند اما بیش از حد عمیق نباشند؛ زیرا این موضوع استحکام سیلیکون را کاهش داده و احتمال شکست مکانیکی ایجاد می‌کند.
چالش‌های تولید و هزینه‌ها
حکاکی میکروکانال‌ها تنها در قالب یک مرحله جداگانه در فرآیند ساخت چیپ قابل انجام است که نیازمند مراحل و هزینه‌های اضافی می‌شود. مایکروسافت به عنوان جایگزین در یک پتنت پیشنهاد داده که ساختار انتقال حرارت میکروسیال به‌صورت جداگانه تولید شود و یک یا دو چیپ با استفاده از آن خنک شوند. این رویکرد مستلزم روش‌های جدید بسته‌بندی است تا از نشتی مایع جلوگیری شود و دوام سیستم حفظ گردد.
آمادگی برای تولید در مقیاس وسیع
تا این مرحله، مایکروسافت موفق به انتخاب مایع خنک‌کننده مناسب، توسعه تکنیک‌های دقیق حکاکی و ادغام آن‌ها در روند تولید چیپ شده است. بنابراین این شرکت فناوری خود را برای تولید در مقیاس وسیع در خطوط توسعه چیپ‌های مایکروسافت آماده می‌داند. مشتریان ثالث نیز می‌توانند از طریق Microsoft Technology Licensing, LLC مجوز استفاده از این فناوری را دریافت کنند.
مزایا و آزمایش‌های میدانی
جودی پریست، معاون اجرایی و مدیر ارشد فنی بخش عملیات ابری و نوآوری مایکروسافت اظهار کرد: «میکروسیالات امکان طراحی‌های با چگالی توان بالاتر را فراهم می‌کنند که قابلیت‌های بیشتری را برای کاربران به همراه داشته و کارایی بهتری در فضایی کوچک‌تر ارائه می‌دهند؛ اما ابتدا باید اثبات می‌کردیم که این فناوری و طراحی آن عملیاتی است و گام بعدی آزمایش قابلیت اطمینان بود.»
مایکروسافت در حال آزمایش این راهکار خنک‌سازی روی سرورهایی است که بارکاری شبیه‌سازی‌شده مایکروسافت تیمز را اجرا می‌کنند. در این محیط، بارهای حرارتی نامتوازن ناشی از سرویس‌های متعدد به شکل بهینه مدیریت می‌شود که عملکرد لحظه‌ای بالاتر را امکان‌پذیر کرده و به کاهش تعداد سرورهای بلااستفاده در ساعات اوج مصرف که معمولا در راس ساعت یا نیم‌ساعت رخ می‌دهد کمک می‌کند.
نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی
نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داد این فناوری می‌تواند دمای اوج سیلیکون را بسته به نوع چیپ و کاربرد تا 65 درصد کاهش دهد. در مقایسه با صفحات خنک‌کننده، بهبود عملکرد خنک‌سازی تا سه برابر گزارش شد. همچنین این روش بدون نیاز به دماهای بسیار پایین مایع خنک‌کننده عمل می‌کند که باعث صرفه‌جویی در انرژی مورد نیاز برای سرمایش می‌شود.
پیشینه و رقبا
مایکروسافت چندین سال است که در زمینه خنک‌سازی مایع با میکروکانال‌ها تحقیق می‌کند و نخستین نمونه اولیه خود را در سال 2022 به نمایش گذاشت. بنابراین این شرکت تجربه آزمایشگاهی گسترده‌ای در این فناوری دارد. با این حال، تنها مایکروسافت در این زمینه فعالیت نمی‌کند؛ زیرا IBM نیز پتنت‌های مرتبط با ایجاد کانال‌های خنک‌کننده تعبیه‌شده در داخل چیپ یا پکیج چیپ را ثبت کرده است.
توسط 
توسط 
دیدگاهتان را بنویسید