Microsoft mühendisleri, veri merkezlerinin soğutulması için yenilikçi bir yöntem geliştirdi. Bu teknoloji, yapay zeka (YZ) donanımlarının aşırı ısınmasını engelleyerek geleceğin YZ altyapılarını daha stabil hale getirebilir.
Geliştirilen teknoloji, silikon çiplerin içine doğrudan kazınan minik kanallardan sıvı soğutucu pompalanmasını içeren "mikroakışkanlık" prensibine dayanıyor.
Yapılan bir açıklamaya göre, bu yeni teknoloji veri merkezlerini soğutmak için kullanılan mevcut "soğuk plaka" yöntemlerine kıyasla üç kata kadar daha etkili ısı giderme performansı sunuyor.
Şirket, mikroakışkanlığın, özellikle piyasaya sürülen yeni ve daha güçlü YZ işlemcileriyle birlikte, veri merkezlerinin daha yoğun hesaplama iş yüklerini aşırı ısınma riski olmadan çalıştırmasına olanak tanıyacağını umuyor. Daha önceki nesil bilgisayar çiplerine kıyasla çok daha fazla ısı üreten bu yeni YZ işlemcileri nedeniyle, mevcut soğutma teknolojilerinin birkaç yıl içinde veri merkezi performansını sınırlayabileceği uyarısında bulunuluyor.
Microsoft yetkilileri, geleneksel soğuk plaka teknolojisine güvenmeye devam edenlerin performans açısından sınırlı kalacağını ve bu durumun beş yıl içinde performans üzerinde bir tavan oluşturabileceğini belirtiyor.
Grafik işlem birimleri (GPU'lar), paralel olarak birden fazla hesaplama yapabilmeleri nedeniyle veri merkezlerinde sıklıkla kullanılıyor. Bu özellik, onları YZ ve diğer yoğun hesaplama gerektiren iş yüklerini çalıştırmak için ideal kılıyor.
GPU'ların aşırı ısınmasını önlemek için tipik olarak metal soğuk plakalar kullanılıyor. Bu plakalar, çipin muhafazasına monte ediliyor ve ısıyı uzaklaştırmak için çipin üzerinde ve çevresinde soğutucu dolaştırıyor. Ancak, soğuk plakalar silikondan birden fazla katmanla ayrıldığı için çipten ne kadar ısı çekebilecekleri konusunda sınırlı kalıyor.
Serin ve Etkili Bir Çözüm
Microsoft'un mikroakışkanlık teknolojisi, saç teli inceliğindeki olukların doğrudan çipin hesaplama çekirdeği olan silikon yongasına kazınmasını içeriyor. Sıvı soğutucu bu mikroskobik boru hattı aracılığıyla doğrudan yongaya gönderildiğinde, ısı çok daha verimli bir şekilde uzaklaştırılıyor.
Prototip çip, dört tasarım yinelemesinden geçti. Microsoft, yaprak damarları ve kelebek kanatlarından esinlenen bir düzen geliştirerek İsviçreli startup Corintis ile işbirliği yaptı. Bu desenler, sıvıyı düz hatlar yerine dallanan yollar boyunca dağıtıyor.
Amaç, sıcak noktalara daha hassas ulaşmak ve silikonun tıkanmasını veya çatlamasını önlemekti. Bir YZ modeli, işlemcide en yüksek sıcaklıkların görüldüğü yerleri gösteren ısı haritalarını kullanarak bu soğutma yollarını optimize etti.
Mühendisler daha sonra tasarımı, tipik veri merkezi koşullarını yansıtmak için video, ses ve transkripsiyon hizmetlerinin bir karışımı olan simüle edilmiş bir Microsoft Teams iş yükünü çalıştıran bir GPU üzerinde test etti. Microsoft yetkililerine göre, mikroakışkan soğutma sistemi, ısıyı çok daha verimli taşımasının yanı sıra GPU'nun silikonundaki en yüksek sıcaklık artışını %65 oranında azalttı.
Daha iyi termal kontrolün ötesinde, Microsoft mikroakışkanlığın çiplerin normal çalışma sınırlarının ötesine güvenli bir şekilde zorlanmasına, yani "hız aşırtmaya" olanak tanıyacağını umuyor.
Yetkililer, ani iş yüklerinde hız aşırtma yapabilmek istediklerini, mikroakışkanlığın çipin yanması endişesi olmadan bunu yapmalarına izin vereceğini, çünkü daha verimli bir soğutucu olduğunu belirtti.
Şirket şu anda mikroakışkanlığı özel Cobalt ve Maia çiplerine nasıl uygulayacağını araştırıyor ve teknolojiyi daha geniş kullanıma sunmak için üretim ortaklarıyla çalışacak. Gelecekteki uygulamalar arasında, katmanlar arasındaki ısı birikimi nedeniyle tasarlanması zor olan 3D yığılmış çiplerin soğutulması yer alabilir.
Microsoft, mikroakışkanlığın sadece kendi bünyelerinde değil, herkes tarafından benimsenen bir teknoloji olmasını istediklerini, bunun teknolojinin gelişimini hızlandıracağını ve hem şirket hem de müşteriler için faydalı olacağını vurguladı.
