เมื่อคุณมี AI Accelerator นับแสน ๆ ตัว อยู่ในดาต้าเซ็นเตอร์เหมือนกับไมโครซอฟท์ ปัญหาด้านความร้อนย่อมสะสมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ล่าสุดไมโครซอฟท์ได้โชว์เทคโนโลยี แผ่นระบายความร้อนแบบใหม่ (Custom Cooling Plates) ที่ใช้หลักการ ไมโครฟลูอิดิก (Microfluidics) โดยการแกะสลัก ช่องทางจิ๋วระดับไมครอน ลงไปบนด้านหลังของแผ่นซิลิคอนโดยตรง เพื่อให้ของเหลวหล่อเย็นสามารถไหลเข้าไปใกล้กับทรานซิสเตอร์จริง ๆ มากกว่าระบบ cold plate แบบโลหะที่ใช้กันในปัจจุบัน
จากการทดสอบภายใน เทคโนโลยีนี้สามารถดึงความร้อนได้ดีกว่า cold plate แบบเดิมถึง 3 เท่า และลดอุณหภูมิสูงสุดภายใน GPU ลงได้ราว สองในสาม ผลลัพธ์นี้ทำให้ไมโครซอฟท์มองว่าเป็นหนทางในการ รีดประสิทธิภาพจากฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่ให้มากขึ้น พร้อมลดพลังงานที่ต้องใช้ไปกับการทำความเย็น
สิ่งที่น่าสนใจคือ ช่องทางไมโครฟลูอิดิกเหล่านี้มีลักษณะ บางเท่าขนเส้นผม และไม่ได้เป็นท่อเส้นตรงทั่วไป แต่ใช้ รูปแบบที่ได้แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ คล้ายเส้นใบไม้ โดยมีการใช้ AI เข้ามาช่วยออกแบบเส้นทางการไหลของของเหลวไปยัง hotspot ของแต่ละชิป พร้อมวางผังตาม “ลายนิ้วมือความร้อน” ของชิปนั้น ๆ ทำให้การระบายความร้อนมีประสิทธิภาพมากกว่ารูปแบบมาตรฐาน
ตัวอย่างเช่น NVIDIA Rubin Ultra รุ่นใหม่คาดว่าจะปล่อยความร้อนสูงถึง 2,300 วัตต์ ต่อเร่งความเร็ว (accelerator) เพียงตัวเดียว แม้กระทั่งเทคโนโลยีการผลิตชิปยุคใหม่ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพต่อวัตต์ แต่บริษัทต่าง ๆ ก็มักเลือกใช้สิ่งนั้นเพื่อดันสมรรถนะให้สูงสุด ส่งผลให้ความร้อนหนาแน่นมากขึ้นจนการระบายความร้อนแบบปกติเริ่มถึงขีดจำกัด ขณะที่ Microfluidic Cooling ช่วยลดกำแพงการถ่ายเทความร้อน (thermal barrier) ระหว่างของเหลวกับทรานซิสเตอร์ ทำให้สามารถสัมผัสกับแหล่งความร้อนได้โดยตรงมากขึ้น เปิดโอกาสให้กับทั้ง ความหนาแน่นของเซิร์ฟเวอร์ที่สูงขึ้น, ความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่เพิ่มขึ้นชั่วคราวในช่วงโหลดสูง และ การออกแบบแพ็กเกจ 3D chip ที่เดิมทีติดปัญหาความร้อน
อย่างไรก็ตาม การนำของเหลวเข้าไปภายในตัวชิปก็สร้างความท้าทายทั้งเชิงวิศวกรรมและการผลิต ช่องต้องลึกพอให้ดูดซับความร้อนได้ แต่ก็ต้องไม่ลึกจนทำให้โครงสร้างอ่อนแอ แพ็กเกจต้อง ป้องกันการรั่วได้ 100% และของเหลวรวมถึงกระบวนการแกะสลักต้องผ่านการทดสอบยืนยันทั้งหมด ที่สำคัญคือ ระบบต้องถูกพิจารณาแบบองค์รวมตั้งแต่ ซิลิคอน → บอร์ด → เซิร์ฟเวอร์ → ระบบท่อในดาต้าเซ็นเตอร์
ปัจจุบันไมโครซอฟท์กำลังทำ ต้นแบบหลายรุ่น และทดสอบในห้องแล็บ เพื่อหาวิธีรวมเอาเทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกเข้ากับชิปที่ออกแบบเองและการผลิตร่วมกับพันธมิตร โดยการสร้างบรรจุภัณฑ์ลักษณะนี้จำเป็นต้องอาศัยโรงงานผลิตชิป (foundry) ชั้นนำ เช่น TSMC, Intel, หรือ Samsung
ที่มา : TechPowerUp
