مایکروسافت در ۲۳ سپتامبر ۲۰۲۵، فناوری نوین میکروفلویدیک (Microfluidics) را برای خنک‌سازی تراشه‌های هوش مصنوعی معرفی کرد. این روش، که از کانال‌های مایع خنک‌کننده حک‌شده در سیلیکون تراشه استفاده می‌کند، تا ۳ برابر کارآمدتر از صفحات سرد سنتی عمل کرده و افزایش دمای GPU را تا ۶۵ درصد کاهش می‌دهد. این نوآوری، که با الهام از رگ‌های برگ و بهینه‌سازی با AI طراحی شده، می‌تواند مصرف انرژی دیتاسنترها را بهینه کند و به تراکم بالاتر سرورها کمک نماید. در این مقاله از آی تی پالس، جزئیات این فناوری، کاربردها، و پیامدها را بررسی می‌کنیم.
فناوری میکروفلویدیک مایکروسافت: چگونه کار می‌کند؟
مکانیسم اصلی
- کانال‌های حک‌شده: کانال‌های ریز (به اندازه مو انسان) مستقیماً روی پشت تراشه حک می‌شوند، که مایع خنک‌کننده را به منبع گرما (سیلیکون GPU) می‌رساند.
- بهینه‌سازی AI: AI نقاط داغ تراشه را شناسایی کرده و جریان مایع را هدایت می‌کند، که کارایی را افزایش می‌دهد.
- الهام زیستی: کانال‌ها شبیه رگ‌های برگ یا بال پروانه طراحی شده‌اند، که توزیع بهینه گرما را فراهم می‌کند.
ساسهی ماجتی، مدیر برنامه فنی: «در ۵ سال آینده، تکیه بر صفحات سرد سنتی، شما را عقب نگه می‌دارد.»
عملکرد در آزمایش‌ها
- کارایی: تا ۳ برابر بهتر از صفحات سرد در حذف گرما، بسته به بار کاری.
- کاهش دما: افزایش دمای سیلیکون GPU تا ۶۵ درصد کمتر.
- بهره‌وری انرژی: بهبود PUE (Power Usage Effectiveness) دیتاسنترها و کاهش هزینه‌های عملیاتی.
- پتانسیل: امکان اورکلاکینگ (افزایش سرعت) و پشته‌سازی ۳D تراشه‌ها بدون خطر ذوب.
جودی پریست، مدیر فنی: «میکروفلویدیک طراحی‌های متراکم‌تری را ممکن می‌کند و عملکرد را در فضای کمتر بهبود می‌بخشد.»
چالش‌های خنک‌سازی AI و نقش میکروفلویدیک
چالش‌های فعلی
- گرمای AI: تراشه‌های AI (مانند NVIDIA H100) تا ۷۰۰ وات گرما تولید می‌کنند، که صفحات سرد سنتی (روی تراشه) را ناکارآمد می‌کند.
- مصرف انرژی: دیتاسنترهای AI تا ۲۰۲۵ ۸% برق جهانی را مصرف خواهند کرد، و خنک‌سازی ۴۰% این انرژی را می‌بلعد.
- محدودیت‌ها: صفحات سرد از لایه‌های بسته‌بندی عبور نمی‌کنند و گرمای داخلی را به‌خوبی حذف نمی‌کنند.
مزایای میکروفلویدیک
- خنک‌سازی مستقیم: مایع (مانند آب یا خنک‌کننده‌های غیرسمی) مستقیماً در سیلیکون جریان دارد، حتی در دمای ۷۰ درجه سلسیوس.
- کاربرد: در پشته‌سازی ۳D (لایه‌های سیلیکون) برای کاهش تأخیر، که بدون خنک‌سازی مؤثر غیرممکن است.
- همکاری: مایکروسافت با Corintis (استارتاپ سوئیسی) برای بهینه‌سازی کانال‌ها همکاری کرده است.
هوسام علیسا، مدیر سیستم‌های مایکروسافت: «میکروفلویدیک می‌تواند تراشه‌های AI را سریع‌تر و خنک‌تر کند، بدون ریسک ذوب.»
کاربردها و آینده
کاربردهای فوری
- دیتاسنترهای AI: خنک‌سازی تراشه‌های Maia مایکروسافت و NVIDIA برای Teams و Azure.
- اورکلاکینگ: افزایش سرعت تراشه‌ها برای پیک‌های تقاضا.
- بهینه‌سازی انرژی: کاهش PUE و هزینه‌های عملیاتی دیتاسنترها.
آینده
- پشته‌سازی ۳D: جریان مایع بین لایه‌های سیلیکون برای تراشه‌های آینده.
- استاندارد صنعتی: مایکروسافت با شرکا برای استانداردسازی فناوری همکاری می‌کند.
- تأثیر زیست‌محیطی: کاهش مصرف انرژی AI، که تا ۲۰۲۵ ۸% برق جهانی را می‌بلعد.
کاترین بولگار: «این فناوری می‌تواند AI را پایدارتر کند و از ذوب تراشه‌ها جلوگیری نماید.»
چالش‌ها
- نشت مایع: نیاز به بسته‌بندی ضد نشت.
- شیمی خنک‌کننده: انتخاب مایعات ایمن و کارآمد.
- هزینه اولیه: حک کانال‌ها و ادغام AI، در ابتدا گران است.
فناوری میکروفلویدیک مایکروسافت، با کانال‌های حک‌شده در سیلیکون و بهینه‌سازی AI، خنک‌سازی تراشه‌های AI را تا ۳ برابر بهبود می‌بخشد و دما را ۶۵ درصد کاهش می‌دهد. این نوآوری، که برای دیتاسنترهای Azure و Maia طراحی شده، آینده پشته‌سازی ۳D و AI پایدار را هموار می‌کند. آی تی پالس، مرجع اخبار فناوری، شما را با تحولات AI همراهی می‌کند.
