Анатомия человека подсказала перспективный способ охлаждения чипов — им просто нужна «кровеносная система»

[душман]

Ускорители для работы с ИИ быстро подняли тепловыделение чипов до 500 Вт и выше, что создаёт дополнительные вызовы для архитектуры и системы теплоотвода вычислительных платформ. Классические радиаторы с рёбрами и радиаторы с прямыми каналами для прокачки хладагента уже не справляются с задачей отвода тепла. Необходимы прорывные решения, которые, как ни странно, можно найти в живой природе и даже в организме человека.

В последние годы индустрия активно экспериментировала со встроенным прямо в кремний микроканальным охлаждением и нашла его перспективным, но проблемным. Прокачивая хладагент по микроканалам в непосредственной близости от работающего кристалла, можно действительно повысить эффективность теплоотвода. 

Такой подход также устраняет необходимость в переходных элементах между чипом и системой охлаждения, снижая тепловое сопротивление и повышая скорость рассеивания тепла. Однако эксперименты показали, что остаются проблемы с перепадом давления в системе распределения хладагента, что приводит к появлению точек перегрева и зон с резкими температурными скачками.

Группа учёных из нескольких компаний, включая специалистов Microsoft, изучила возможность создания микроканалов в кремнии, имитирующих иерархическую структуру кровеносных сосудов человека. Как известно, кровеносная система не только питает организм, но и участвует в терморегуляции. Эксперименты показали, что аналогичный подход применительно к охлаждению кремниевых чипов даёт превосходные результаты.