مایکروسافت سیستم جدیدی را معرفی کرده که بر پایه فناوری میکروفلوئیدیک طراحی شده است؛ روشی که مدت‌ها به عنوان راهکاری ایده‌آل برای خنک‌سازی تراشه‌ها مطرح بوده اما اجرای آن در مقیاس صنعتی دشوار محسوب می‌شد.
به گزارش تکناک، این شرکت ادعا می‌کند که رویکرد تازه می‌تواند تا سه برابر کارایی بیشتری نسبت به روش‌های خنک‌سازی متداول داشته باشد.
به طور سنتی، بسیاری از مراکز داده از صفحات سرد برای انتقال حرارت GPUها استفاده می‌کنند. این صفحات اگرچه مؤثرند، اما میان منبع حرارت و سطح خنک‌کننده چندین لایه واسط وجود دارد که عملکرد آنها را محدود می‌کند. بر همین اساس، ساشی ماجتی، مدیر برنامه مایکروسافت، هشدار داده است که ادامه اتکا به صفحات سرد طی پنج سال آینده می‌تواند مانعی جدی برای توسعه فناوری‌های محاسباتی باشد.
هوش مصنوعی طی سال‌های اخیر به یکی از پرمصرف‌ترین حوزه‌های فناوری از نظر انرژی تبدیل شده است. مراکز داده‌ای که روزانه حجم عظیمی از داده‌ها را پردازش می‌کنند، به‌ویژه برای اجرای مدل‌های بزرگ هوش مصنوعی، نیازمند صدها هزار GPU هستند و همین امر موجب مصرف بی‌سابقه برق و تولید گازهای گلخانه‌ای شده است.
در این میان، خنک‌سازی این تراشه‌ها یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها محسوب می‌شود، چراکه جلوگیری از داغ شدن پردازنده‌ها علاوه بر حفظ کارایی، برای افزایش طول عمر تجهیزات نیز حیاتی است.
خنک‌سازی نزدیک به منبع گرما
در فناوری میکروفلوئیدیک، مایع خنک‌کننده در فاصله‌ای بسیار نزدیک‌تر به منبع حرارت جریان می‌یابد. در نمونه اولیه مایکروسافت، کانال‌هایی باریک و نخی‌شکل بر پشت تراشه حک شده‌اند و مایع خنک‌کننده از میان این کانال‌ها عبور می‌کند. نکته مهم‌تر آن است که مایکروسافت از هوش مصنوعی برای هدایت بهتر جریان مایع در این مسیرها استفاده کرده است تا بیشترین بازده حرارتی به دست آید.
الهام از طبیعت در طراحی
یکی از ویژگی‌های جالب این نوآوری، الهام‌گیری مستقیم از الگوهای موجود در طبیعت است. کانال‌های حک‌شده روی تراشه شباهت زیادی به رگ‌های برگ یا بال پروانه دارند. چنین طراحی‌هایی به توزیع یکنواخت‌تر جریان مایع کمک می‌کنند و راندمان سیستم خنک‌سازی را افزایش می‌دهند. این رویکرد نشان می‌دهد که مهندسان مایکروسافت علاوه بر بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، به اصول طراحی طبیعی نیز توجه ویژه داشته‌اند.
کاهش چشمگیر دما و مزایای جانبی
طبق اعلام مایکروسافت، این روش می‌تواند افزایش دمای سیلیکون درون GPU را تا ۶۵ درصد کاهش دهد؛ هرچند این عدد بسته به نوع تراشه و حجم کاری متفاوت خواهد بود. کاهش این میزان از دما می‌تواند امکان اورکلاک را بدون نگرانی از ذوب شدن تراشه فراهم کند. علاوه بر آن، مراکز داده قادر خواهند بود سرورها را با تراکم بیشتری در کنار یکدیگر قرار دهند که نتیجه آن کاهش تأخیر در پردازش و افزایش کارایی شبکه خواهد بود.
از سوی دیگر، این فناوری به استفاده مؤثرتر از گرمای هدررفته کمک می‌کند. به گفته جیم کلیواین، از مدیران مایکروسافت، این پیشرفت نه تنها مانع اتلاف انرژی می‌شود، بلکه می‌تواند کیفیت استفاده از گرمای بازیافتی را نیز افزایش دهد. چنین ویژگی‌هایی به طور بالقوه امکان بهره‌برداری دوباره از انرژی را در بخش‌های مختلف صنعتی فراهم خواهد کرد.
چشم‌انداز زیست‌محیطی و چالش‌ها
اگرچه این نوآوری به وضوح می‌تواند تأثیر مثبتی بر محیط زیست داشته باشد، مایکروسافت در بیانیه خود تمرکز اصلی را بر بهبود کارایی و عملکرد مراکز داده قرار داده است. تنها به صورت گذرا به مزایای زیست‌محیطی این فناوری با واژه‌هایی مانند «پایداری» و «کاهش فشار بر شبکه برق» اشاره شده است. با این حال، کارشناسان امیدوارند که چنین پیشرفت‌هایی در کنار افزایش بهره‌وری، نقش مؤثری در کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی مراکز داده ایفا کند.
اعلام اخیر مایکروسافت می‌تواند نقطه عطفی در مسیر توسعه زیرساخت‌های هوش مصنوعی باشد. در شرایطی که جهان با بحران انرژی و تغییرات اقلیمی دست و پنجه نرم می‌کند، نوآوری‌هایی از این دست نه تنها برای افزایش کارایی محاسباتی، بلکه برای حفاظت از محیط زیست نیز اهمیت حیاتی دارند. باید دید مایکروسافت چگونه این فناوری را از مرحله نمونه اولیه به مقیاس صنعتی خواهد رساند و آیا دیگر بازیگران حوزه فناوری نیز به سمت استفاده از میکروفلوئیدیک برای خنک‌سازی تراشه‌های هوش مصنوعی حرکت خواهند کرد یا خیر.
