مایکروسافت از یک فناوری جدید برای خنک‌سازی تراشه‌ها رونمایی کرده است که با حکاکی مستقیم کانال‌های میکروسکوپی روی سیلیکون، مایع خنک‌کننده را به درون پردازنده می‌فرستد. این روش می‌تواند چالش فزاینده‌ی گرمای تولیدی در مراکز داده، به‌ویژه در شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی را مدیریت کند.
مایکروسافت اعلام کرده است که در آزمایش‌های داخلی، این روش توانسته حرارت را تا سه برابر مؤثرتر از سیستم‌های متداول مبتنی بر صفحات خنک‌کننده (Cold Plate) دفع کند. همچنین، این فناوری حداکثر دمای GPU را تا حدود دو سوم کاهش داده است. این نتایج می‌تواند به مراکز داده اجازه دهد تا ضمن کاهش مصرف انرژی برای خنک‌سازی، عملکرد بیشتری از سخت‌افزارهای موجود استخراج کنند.
حذف صفحات خنک‌کننده سنتی
در روش‌های مرسوم، یک صفحه خنک‌کننده فلزی روی تراشه قرار می‌گیرد تا حرارت را منتقل کند. اما در طراحی جدید مایکروسافت، کانال‌های بسیار باریکی، به ضخامت یک تار مو، مستقیماً در پشت تراشه سیلیکونی حکاکی می‌شوند. این کار باعث می‌شود مایع خنک‌کننده در نزدیک‌ترین فاصله ممکن با ترانزیستورها که خاموش و روشن شدنشان منبع اصلی تولید گرما در تراشه‌هاست، جریان یابد.
الگوی این کانال‌ها نیز برخلاف لوله‌های مستقیم، از ساختارهای طبیعی مانند رگبرگ‌های گیاهان الهام گرفته شده است. مایکروسافت با استفاده از هوش مصنوعی، مسیر جریان مایع را به سمت نقاط داغ (Hotspots) پردازنده هدایت کرده و با شناسایی الگوی حرارتی هر تراشه، کارایی را نسبت به طراحی‌های استاندارد افزایش داده است.
پاسخی به چالش گرمای فزاینده در نسل جدید تراشه‌ها
شتاب‌دهنده‌های مدرن هوش مصنوعی، انرژی بسیار زیادی را در فضایی کوچک و متراکم به گرما تبدیل می‌کنند. برای مثال، پیش‌بینی می‌شود شتاب‌دهنده «Rubin Ultra» انویدیا به‌تنهایی ۲۳۰۰ وات گرما تولید کند. با کوچک‌تر شدن فرآیند ساخت و افزایش تراکم ترانزیستورها در هر نسل جدید، مشکل تولید گرما نیز تشدید می‌شود.
فناوری خنک‌سازی میکروسکوپی با کاهش مانع حرارتی میان مایع خنک‌کننده و ترانزیستورها، تماس مستقیم و حداکثر کردن نرخ انتقال حرارت را ممکن می‌سازد. این امر به افزایش تراکم رک‌ها در مراکز داده، دستیابی به فرکانس‌های کاری بالاتر در زمان اوج تقاضا و امکان استفاده از طراحی‌های جدید مانند چیدمان سه‌بعدی تراشه‌ها (3D Chip Layouts) که پیش از این به دلیل محدودیت‌های حرارتی ممکن نبود، کمک می‌کند.
چالش‌های تولید و همکاری با سازندگان
وارد کردن مایع به داخل ساختار یک تراشه، چالش‌های قابل توجهی به همراه دارد. عمق کانال‌ها باید به اندازه‌ای باشد که مایع بتواند حرارت کافی را جذب کند، اما در عین حال نباید آن‌قدر عمیق باشد که ساختار تراشه را تضعیف کند. بسته‌بندی تراشه باید کاملاً ضد نشت طراحی شود و مواد خنک‌کننده و روش‌های حکاکی نیازمند آزمایش‌های دقیق هستند.
در همین رابطه بخوانید:
- عجیب اما واقعی؛ ایده هیجان‌انگیز خنک کردن پردازنده با لیزر
- خنک کننده پردازنده چیست؟ هر آنچه باید در مورد انواع کولر CPU بدانید
مایکروسافت در حال حاضر چندین مرحله طراحی و آزمایشگاهی را برای بررسی نحوه ادغام این فناوری در تراشه‌های آینده و همکاری با تولیدکنندگان پیش می‌برد. پیاده‌سازی این نوع خنک‌سازی نیازمند همکاری نزدیک با کارخانه‌های بزرگ تولید تراشه مانند TSMC، اینتل و سامسونگ است تا فرآیندهای بسته‌بندی و تولید متناسب با آن توسعه یابد.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت