Microsoft domina o chip intenso com veias de resfriamento líquido, projetadas por IA e inspiradas em biologia

Redmond, Washington – Cerca de 5 minutos antes de cada hora e 5 minutos depois, as equipes da Microsoft se ocupam com pessoas que se juntam a reuniões mais cedo ou tarde. Sim, você sabe quem você é.

Esses picos previsíveis na demanda são um exemplo de um desafio de infraestrutura maior que o setor enfrenta: crie data centers cheios de chips e servidores que ficam ociosos durante a maior parte do tempo, aguardando para lidar com cargas de pico ou riscos de problemas de desempenho durante momentos de alta demanda.

A Microsoft apresentou uma abordagem diferente. A empresa disse na terça -feira que prototipou com sucesso novos avanços no campo da microfluídica que permite que seus servidores corram mais quentes e mais rápidos – uma técnica conhecida como overclock – sem o risco de derreter o silício.

“Temos essas cargas de trabalho realmente pontiagudas – eu adoraria poder ser capaz de fazer overclock … porque então precisaríamos de muito menos servidores e proporcionar uma melhor experiência”, disse Jim Kleeweinum pesquisador técnico da Microsoft e diretor de desenvolvimento dos serviços do Core Office 365, recontando o desafio que ele originalmente trouxe para as equipes de desenvolvimento de silício da Microsoft.

A microfluídica em geral não é um conceito novo. Em vez de colocar uma placa de resfriamento na parte superior de um chip, a abordagem traz líquido líquido diretamente dentro do próprio processador através de pequenos canais.

Mas a Microsoft diz que desenvolveu uma nova abordagem que usa a IA para personalizar o sistema de refrigeração para as assinaturas de calor exclusivas de diferentes chips executando cargas de trabalho específicas.

O design, inspirado na biologia, acaba parecido com as veias em uma folha, entregando o líquido de arrefecimento com maior precisão aos pontos mais quentes de um chip. A empresa diz que é três vezes mais eficaz na remoção do calor do que as placas frias atuais, tornando o overclock mais viável.

‘Superfície do sol’

Alguns dos pontos quentes de um chip “poderiam ter o mesmo fluxo de calor que a superfície do sol quando você olha para a escala muito pequena”, disse Husam AlissaDiretor de Tecnologia de Sistemas da Microsoft, referindo -se a uma medida técnica de intensidade de calor ou densidade em uma área específica.

Embora o protótipo de trabalho tenha sido demonstrado em um Intel Xeon Chip disponível comercialmente, a Microsoft diz que a inovação faz parte de uma estratégia mais ampla para melhorar toda a sua frota de hardware. Como próximo passo, a empresa procura incorporar a tecnologia de refrigeração em versões futuras de seu próprio silício, incluindo potencialmente o seu chip de cobalto do Azure e o Maia AI Accelerator.

Esses chips de primeira parte, apresentados em 2023, refletem os esforços da Microsoft para obter controle sobre a peça final em sua plataforma em nuvem. A empresa está competindo para treinar e executar com eficiência modelos de IA de ponta contra a Amazon, Google e outros, que também estão fazendo seus próprios chips.

A Microsoft ainda usa chips de terceiros, incluindo GPUs padrão do setor da NVIDIA e outros fornecedores, mas diz que é necessária uma abordagem mais integrada para enfrentar os desafios da era da IA. O objetivo não é substituir os parceiros, mas avançar no ecossistema mais amplo, disse Rani Borkaro vice -presidente corporativo que lidera sistemas e infraestrutura de hardware do Azure.

“As demandas de Al são tais que, francamente, o hardware por si só não pode acompanhar”, disse Borkar durante um recente briefing da mídia e turnê pelo Silicon Lab da Microsoft em Redmond. “Nós realmente somos tudo a ver com co-design, coofilizando todas as camadas da pilha”.

Networking e aço

A empresa fez dois anúncios relacionados na terça -feira de manhã:

• A Microsoft está trabalhando com Corning e Heraeus para passar para a produção de escala industrial de sua tecnologia de fibra de núcleo oco, que transmite pulsos de luz através de um canal oco versus um núcleo de vidro sólido convencional, permitindo que os dados se movam mais rápido e com menor latência.
• Em uma iniciativa focada na sustentabilidade, a Microsoft disse que adquirirá “aço verde” do parceiro Stegra para uso na construção de datacenter. O aço é produzido em uma planta projetada para reduzir as emissões de carbono em até 95% vs. fabricação de aço tradicional.

Quanto aos adiantamentos de microfluídicos recém -anunciados, a Microsoft diz que funcionará com parceiros e a comunidade tecnológica mais ampla para tornar a tecnologia um padrão da indústria.

A longo prazo, a empresa vê a tecnologia de refrigeração como um passo fundamental em direção a um novo tipo revolucionário de arquitetura de chip: empilhamento 3D. Embora as camadas de empilhamento de silício reduzam drasticamente a latência, reduzindo os dados da distância, ele tem sido amplamente inviável devido ao imenso desafio de remover o calor das camadas internas.

A microfluídica poderia eventualmente resolver isso, permitindo que o refrigerante flua entre cada camada do tijolo de silício, um avanço que Kleewein da Microsoft acredita que pode ser transformador.

“É daí que isso pode passar: ‘É uma mudança interessante que o resto da indústria deve adotar’, para um momento de ‘merda sagrada’ na evolução da tecnologia”, disse ele.