Microsoft dice que este nuevo método de enfriamiento podría permitir chips más potentes y centros de datos eficientes

Microsoft está avanzando con una nueva forma de enfriar microchips que, según él, podría conducir a centros de datos más eficientes en la energía en el futuro. Es un método llamado microfluídica que involucra un refrigerante líquido que fluye directamente hacia el silicio.

Después de las pruebas de laboratorio, Microsoft descubrió que esta estrategia puede eliminar el calor hasta tres veces mejor que las placas frías que se utilizan actualmente en los centros de datos hoy en día. La compañía anunció esta semana que pudo desarrollar un sistema de enfriamiento microfluídico para un servidor que ejecute servicios principales para una reunión simulada de equipos de Microsoft.

Si pueden encontrar el mismo éxito fuera de un laboratorio, las microfluídicas podrían reducir la cantidad de energía necesaria para enfriar un centro de datos. También podría conducir a chips más potentes que los sistemas de enfriamiento actuales lucharían para evitar que se sobrecalienten. Pero todavía hay muchos factores que podrían influir en cuán impactante es esta nueva tecnología en el mundo real.

En comparación con los centros de datos de antaño, la próxima generación se está construyendo para entrenar y ejecutar nuevos modelos de IA alberga chips más poderosos. No solo esas GPU usan mucha energía, sino que también se calientan mucho. Mantenerlos fríos es un desafío que no solo afecta el rendimiento, sino que también hace que los centros de datos consumen más energía.

Por lo general, un centro de datos podría usar ventiladores para pasar aire frío sobre un chip. Una tecnología más avanzada que Microsoft emplea para chips de mayor potencia implica placas frías de cobre con fluido que fluye a través de ellos. Coloque esa placa encima de un chip, y bata el calor.

Con el enfriamiento microfluídico, el líquido fluye a través de canales grabados en la parte posterior de un chip. El truco es asegurarse de que los canales, sobre el ancho de un cabello humano, sean lo suficientemente profundos como para evitar la obstrucción, pero no tan profundos que el chip se vuelve más probable que se rompa. Microsoft dice que usó AI para descubrir dónde dirigir el refrigerante a un chip para enfriarlo de manera más eficiente. Los diseños grabados también se inspiran en la naturaleza, imitando los patrones de las venas en las hojas, por ejemplo, que ya han mostrado cuán prácticos son para distribuir agua y recursos. Usando microfluídica, Microsoft documentó una reducción del 65 por ciento en el aumento máximo de la temperatura del silicio de una GPU.

La ventaja con la microfluídica es que trae líquido recto al chip, eliminando la necesidad de capas protectoras de materiales entre el chip y el refrigerante cuando se usan placas frías. Cada capa, como una manta, tiene un poco de calor, por lo que el refrigerante debe permanecer más frío para funcionar bien dentro de las placas frías. El líquido frío fluye hacia la placa; El líquido caliente fluye y necesita enfriarse nuevamente. Con la microfluídica, el refrigerante no necesita enfriarse a una temperatura tan baja, conservando energía.

La microfluídica también puede permitir que un centro de datos maneje de manera más eficiente los picos en la demanda. Las llamadas de los equipos generalmente comienzan cada hora o media hora, Microsoft da como ejemplo. Para manejar esos picos en la demanda, es posible que tengan que instalar más servidores para tener suficiente capacidad a mano, incluso si no se usan todo el tiempo. La alternativa sería dejar que los servidores existentes funcionen muy duro, llamado overclocking, pero eso podría provocar sobrecalentamiento y dañar el chip. El enfriamiento microfluídico, porque es más eficiente, puede permitir un mayor overclocking sin el mismo riesgo de que un chip se derrita.

En teoría, si los servidores pueden trabajar más duro que ahora sin derretir chips, un centro de datos podría no necesitar tantos de ellos. Y al minimizar el riesgo de sobrecalentamiento, la microfluídica también podría permitir servidores más bien empaquetados dentro de un solo centro de datos. Podría reducir los costos, literales y ambientales, de la necesidad de construir instalaciones adicionales.

Todos estos beneficios podrían ser clave para los microchips de próxima generación, que se espera que se vuelvan tan poderosos que las placas frías pueden quedarse cortas. Microsoft dice que la microfluídica también podría habilitar la arquitectura de chips 3D. Los chips 3D serían aún más poderosos que los diseños semiflatosos de hoy, pero el calor ha sido un obstáculo para hacer que esto suceda. Sin embargo, con la microfluídica, existe la posibilidad de fluir refrigerante a través del chip.

Microsoft no tiene una línea de tiempo para cuando todo esto podría suceder. Después de más pruebas de laboratorio, el desafío de descubrir cómo hacer que los cambios de hardware y cadena de suministro se necesiten para permitir microfluídicas, por ejemplo, ¿en qué punto del proceso de fabricación se grabará en los chips? Afortunadamente, pueden usar el mismo tipo de refrigerante, una mezcla de agua y propilenglicol, que hoy se usa en placas frías.

Otros investigadores también han estado estudiando microfluídica durante años. HP, por ejemplo, recibió $ 3.25 millones en fondos Desde el Departamento de Energía el año pasado para desarrollar su propia tecnología de enfriamiento microfluídica. «Todas estas cosas son buenas de ver, estamos felices de verlas y dónde podemos participar para mover las cosas más rápido que estamos felices», dice Husam Alissa, Director de Tecnología de Sistemas en Operaciones en la Nube e Innovación en Microsoft.

Microsoft dice que «espera ayudar a allanar el camino para chips más eficientes y sostenibles de próxima generación en toda la industria» en su reciente blog promocionando su progreso en la microfluídica. La eficiencia energética es crucial si la compañía quiere operar de manera más sostenible. Al igual que otras compañías tecnológicas, las emisiones de carbono que calientan el planeta de Microsoft han crecido a medida que se inclinaba hacia la IA generativa. Pero la eficiencia también puede ser una espada de doble filo. A medida que algo se vuelve más eficiente y asequible de usar, las personas tienden a usar mucho más y eso podría conducir a una huella ambiental aún mayor. Es un fenómeno llamado Jevons Paradox, que incluso CEO de Microsoft Satya Nadella ha comentado Como una fuerza que impulsa una mayor adopción de IA.