De groeiende rekenkracht van AI-chips zorgt voor steeds hogere temperaturen in datacenters, waardoor traditionele koelsystemen hun grenzen bereiken. Microsoft zegt nu een doorbraak te hebben gerealiseerd met een nieuwe vorm van microfluidische vloeistofkoeling, waarbij koelkanalen direct in het silicium van de chip zijn geïntegreerd. Deze techniek kan de warmte tot drie keer efficiënter afvoeren dan bestaande methoden en belooft krachtigere én duurzamere datacenters mogelijk te maken.
AI-chips in datacenters worden steeds krachtiger, maar tegelijk ook warmer en die hitte vormt een groeiend obstakel voor verdere innovatie. Traditionele koelsystemen, zoals koudeplaten die gescheiden zijn van de chip door meerdere lagen materiaal, kunnen de warmte niet snel genoeg afvoeren. Microsoft meldt nu dat het een doorbraak heeft bereikt met een microfluidica-gekoelde chip die tot drie keer beter presteert dan koudeplaten.
Werking
Bij de nieuwe techniek worden kleine kanaaltjes direct in het silicium uitgefreesd, zodat vloeibare koelvloeistof letterlijk op de hittebron kan stromen. Zo wordt de warmte efficiënter verwijderd. Bovendien gebruikt het ontwerp AI om de unieke warmtepatronen op een chip te herkennen en de koelvloeistof precies daarheen te sturen waar het nodig is. In tests bleek de maximale temperatuurstijging in de GPU tot 65 procent lager te kunnen liggen, en de technologie zou ook de energie-efficiëntie en operationele kosten van datacenters ten goede kunnen komen.
Uitdagend
Het ontwikkelen van microfluidica in chips is technisch uitdagend: de kanaaltjes zijn extreem klein – vergelijkbaar met de dikte van een mensenhaar – en moeten voldoende ruimte bieden aan de koelvloeistof zonder dat het silicium verzwakt of beschadigt. Microsoft werkte samen met de Zwitserse startup Corintis om een bio-geïnspireerd kanaalpatroon te optimaliseren, geïnspireerd op aders in bladeren of vleugels. Naast het kanaalontwerp moesten ook lekvrije behuizingen, koelvloeistofformules en etstechnieken op punt worden gesteld.
Samenwerking
Microsoft heeft inmiddels aangetoond dat het systeem een server kan koelen die gebruikt wordt voor een gesimuleerde Microsoft Teams-vergadering en onderzoekt nu hoe microfluidica geïntegreerd kan worden in toekomstige chipgeneraties. Het bedrijf werkt samen met fabrikanten om deze technologie op grotere schaal in productie te nemen. De ambitie is dat microfluidische koeling uiteindelijk de standaard wordt, niet alleen voor Microsoft zelf maar voor de hele sector, zodat krachtigere, efficiëntere en compactere datacenters mogelijk worden.