Mạng lưới kênh dẫn khắc trên bề mặt chip silicon cho phép chất làm mát loại bỏ nhiệt hiệu quả hơn hẳn. Ảnh: Microsoft
Live Science hôm 30/9 đưa tin Microsoft tìm ra cách mới để hạ nhiệt cho trung tâm dữ liệu, ngăn thế hệ phần cứng trí tuệ nhân tạo (AI) ngừng hoạt động vì quá nóng. Công nghệ này dựa trên vi lưu, bao gồm bơm chất lỏng làm mát qua những kênh dẫn cực nhỏ khắc trực tiếp trên chip silicon.
Đại diện Microsoft cho biết so với phương pháp truyền thống, công nghệ mới hiệu quả gấp 3 lần trong việc loại bỏ nhiệt để làm mát trung tâm dữ liệu. Công nghệ vi lưu sẽ giúp trung tâm dữ liệu xử lý các tác vụ tính toán nặng hơn mà không có nguy cơ bị quá nhiệt, đặc biệt khi những bộ xử lý AI mạnh mẽ hơn xuất hiện trên thị trường và tạo ra nhiều nhiệt hơn so với thế hệ chip máy tính trước đây.
Bộ xử lý đồ họa (GPU) thường được sử dụng trong trung tâm dữ liệu vì có thể thực hiện nhiều phép tính song song, trở thành lựa chọn lý tưởng để vận hành AI và tác vụ tính toán nặng khác. Để tránh quá nhiệt, GPU thường được làm mát bằng đĩa kim loại lạnh gắn trên vỏ chip và tuần hoàn chất làm mát xung quanh để hút nhiệt ra ngoài. Tuy nhiên, đĩa lạnh bị ngăn cách nhiều lớp với silicon nên hạn chế khả năng hút nhiệt từ chip.
Công nghệ vi lưu của Microsoft tập trung vào khắc rãnh nhỏ cỡ sợi tóc người trực tiếp vào lõi silicon, phần lõi tính toán dày đặc của chip. Khi chất làm mát được đưa trực tiếp đến lõi qua hệ thống ống dẫn vi mô, nhiệt được mang đi hiệu quả hơn nhiều.
Microsoft hợp tác với công ty khởi nghiệp Corintis ở Thụy Sĩ để phát triển thiết kế lấy cảm hứng từ gân lá và cánh bướm, phân phối chất lỏng qua các đường phân nhánh thay vì đường thẳng. Mục tiêu của thiết kế là tiếp cận những điểm nóng chính xác hơn và tránh làm nghẽn hoặc nứt silicon. Một mô hình AI tối ưu hóa đường làm mát này bằng cách sử dụng bản đồ nhiệt để hiển thị nơi nhiệt độ có xu hướng cao nhất trên bộ xử lý.
Các kỹ sư sau đó đã thử nghiệm thiết kế trên một GPU chạy tác vụ mô phỏng Microsoft Teams, kết hợp dịch vụ video, âm thanh và phiên âm theo điều kiện của một trung tâm dữ liệu điển hình. Ngoài hấp thụ nhiệt hiệu quả hơn hẳn, hệ thống làm mát vi lưu còn giảm mức tăng nhiệt độ tối đa trong silicon của GPU xuống 65%.
Ngoài kiểm soát nhiệt tốt hơn, Microsoft hy vọng công nghệ vi lưu có thể đẩy các chip vượt qua giới hạn hoạt động bình thường mà không bị cháy. Hiện nay, họ đang khám phá cách áp dụng công nghệ vi lưu cho chip Cobalt và Maia cũng như làm việc với đối tác sản xuất để đưa công nghệ này vào sử dụng rộng rãi hơn.
Những ứng dụng trong tương lai có thể bao gồm làm mát chip xếp chồng 3D vốn khó thiết kế do tích tụ nhiệt giữa các lớp. Việc loại bỏ giới hạn nhiệt sẽ tạo điều kiện đặt nhiều chip hơn trong một giá đỡ trung tâm dữ liệu hoặc nhiều lõi hơn trên một chip, giúp cải thiện tốc độ, qua đó cho phép xây dựng trung tâm dữ liệu nhỏ hơn nhưng mạnh mẽ hơn.
An Khang (Theo Live Science, Microsoft)