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혁신
AI 칩이 점점 더워지고 있습니다. 미세 유체의 획기적인 획기적인 획기적인 것은 실리콘으로 바로 3 배 더 잘 식 힙니다.
Catherine Bolgar
(() => {
MSSRC_IFRAME, MSSRC_CLOSE_BTN하자;
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const mssrc_player_play_btn = docum
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const mssrc_player_text = document.getElementById ( ‘player-text-68d4234339b7f’);
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mssrc_iframe.focus ();
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settimeout (() => {
mssrc_iframe.focus ();
mssrc_iframe.click ();
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}, 1000);
}, 1000);
함수 mssrc_close_player () {
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mssrc_player.removechild (mssrc_iframe);
mssrc_player.style.display = ‘none’;
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mssrc_player_play_title_btn && mssrc_player_play_title_btn.addeventListener ( ‘click’, mssrc_init_iframe);
}) ();
AI는 말 그대로 뜨겁습니다.
데이터 센터가 최신 AI 혁신을 실행하는 데 사용하는 칩은 이전 세대의 실리콘보다 훨씬 더 많은 열을 발생시킵니다. 전화 나 노트북을 과열 한 사람은 전자 장치가 뜨거워지는 것을 좋아하지 않는다는 것을 알고 있습니다. AI 및 새로운 칩 설계에 대한 수요가 증가함에 따라 현재 냉각 기술은 단 몇 년 만에 천장을 발전시킬 것입니다.
이 문제를 해결하기 위해 Microsoft는 오늘날 일반적으로 사용되는 고급 냉각 기술인 콜드 플레이트보다 최대 3 배 더 나은 열을 제거하는 새로운 냉각 시스템을 성공적으로 테스트했습니다. 그것은 액체 냉각수를 실리콘 내부에 직접 가져 오는 접근법 인 미세 유체를 사용합니다. 작은 채널은 실리콘 칩의 뒷면에 직접 에칭되어 홈을 냉각시켜 칩에 직접 흐르고 더 효율적으로 열을 제거 할 수 있습니다. 팀은 또한 AI를 사용하여 칩의 고유 한 열 신호를 식별하고 냉각수를보다 정밀하게 지시했습니다.
연구원들은 미세 유체가 효율성을 높이고 차세대 AI 칩의 지속 가능성을 향상시킬 수 있다고 말합니다. 오늘날의 데이터 센터에서 작동하는 대부분의 GPU는 현재 차가운 판으로 냉각되어 있으며, 이는 열원과 분리되어 제거 할 수있는 열의 양을 제한하는 여러 층으로 열원과 분리됩니다.
각 세대의 AI 칩이 더욱 강력 해짐에 따라 더 많은 열이 발생합니다. Microsoft의 클라우드 운영 및 혁신의 수석 기술 프로그램 관리자 인 Sashi Majety는 5 년 만에“전통적인 콜드 플레이트 기술에 크게 의존하고 있다면 여전히 갇혀 있습니다.
오늘 Microsoft는 시뮬레이션 된 팀 회의를 위해 코어 서비스를 실행하는 서버를 효과적으로 냉각 할 수있는 칩 미세 유체 냉각 시스템을 성공적으로 개발했다고 발표했습니다.
Microsoft의 클라우드 운영 및 혁신의 기업 부사장 겸 CEO 인 Judy Priest는“미세 유체는 고객이 관심을 갖고 더 적은 양의 공간에서 더 나은 성과를 제공 할 수있는 더 많은 파워 밀도의 디자인을 허용 할 것입니다.
사제는“그러나 우리는 기술과 디자인이 효과가 있었으며, 다음으로하고 싶은 것은 시험 신뢰성이었습니다.
이 회사의 실험실-규모 테스트에 따르면 미세 유체는 작업량 및 관련 작업에 따라 열을 제거 할 때 차가운 판보다 최대 3 배 더 우수한 것으로 나타났습니다. 미세 유체는 또한 GPU 내부의 실리콘의 최대 온도 상승을 65 % 감소 시켰지만, 이는 칩 유형에 따라 다릅니다. 팀은 고급 냉각 기술이 전력 사용량 효율성을 향상시킬 것으로 예상합니다. 전력 사용 효율성, 데이터 센터의 에너지 효율이 얼마나되는지 측정하고 운영 비용을 줄이는 주요 지표입니다.
자연을 모방하기 위해 AI를 사용합니다
미세 유체학은 새로운 개념이 아니지만 업계에서 일하는 것은 도전 과제였습니다. Microsoft의 클라우드 운영 및 혁신 및 혁신의 시스템 기술 담당 이사 인 Husam Alissa는“Microfluidics와 같은 기술을 개발할 때 시스템 사고는 중요합니다. 실리콘, 냉각수, 서버 및 데이터 센터의 시스템 상호 작용을 이해해야합니다.
그루브를 올바르게 얻는 것은 어렵습니다. 마이크로 채널 치수는 크기가 사람의 머리카락과 유사하므로 오류에 대한 마진이 없습니다. 프로토 타이핑 노력의 일환으로 Microsoft는 스위스 스타트 업과 협력했습니다. 코린트 사람 AI를 사용하여 바이오에서 영감을 얻은 디자인을 최적화하여 칩의 핫스팟을 똑 바른 위 모색 채널보다 효율적으로 냉각시켜 테스트했습니다. 바이오 디자인은 잎이나 나비 날개의 정맥과 비슷합니다. 자연은 필요한 것을 분배하기위한 가장 효율적인 경로를 찾는 데 능숙했습니다.
미세 유체에는 혁신적인 채널 설계 이상의 것이 필요합니다. 복잡한 엔지니어링 도전입니다.
채널이 실리콘을 약화 시켜서 부러 질 위험이 높지 않고 막히지 않고 적절한 냉각 액체를 순환시키기에 충분히 깊다는 것을 보장해야했습니다. 이 팀은 작년에만 4 개의 디자인 반복을 제작했습니다.
미세 유체는 또한 칩 용 누출 방지 패키지를 설계하고, 최고의 냉각수 공식을 찾고, 다른 에칭 방법을 테스트하고, 칩 제조에 에칭을 추가하기위한 단계별 프로세스를 개발해야했습니다.
획기적인 것은 Microsoft가 AI 서비스 및 기능에 대한 수요를 충족시키기 위해 인프라에 투자하고 혁신하는 방법의 한 예일뿐입니다. 예를 들어, 회사는 이번 분기에 자본 지출에 300 억 달러 이상을 지출 할 계획입니다.
이러한 투자에는 개발이 포함됩니다 코발트와 마이 아 칩의 자신의 가족 Microsoft 및 고객 워크로드를보다 효율적으로 실행하도록 특별히 설계되었습니다. Microsoft가 코발트 100 칩을 배치 한 이후 Microsoft와 고객이 혜택을 받고 있습니다 에너지 효율적인 컴퓨팅 전력, 확장 성 및 성능으로부터.
실리콘은 복잡한 보드, 랙 및 서버 시스템 내에서 데이터 센터 내에서 작동하기 때문에 칩은 퍼즐의 한 조각 일뿐입니다. Microsoft의 시스템 접근 방식은이 스택의 모든 부분을 함께 작동시키고 성능과 효율성을 극대화하도록 미세 조정을 의미합니다. 그 중 중요한 부분은 미세 유체와 같은 차세대 냉각 기술을 개발하는 것입니다.
다음 단계로서, Microsoft는 미세 유체 냉각을 미래 세대의 첫 번째 파티 칩에 어떻게 통합 할 수 있는지에 대해 계속 조사하고 있습니다. 또한 제작 및 실리콘 파트너와 계속 협력하여 마이크로 플루이드를 데이터 센터의 생산으로 가져올 것이라고 회사는 밝혔다.
Microsoft 365 Core Management의 기술 연구원 인 Jim Kleewein은“하드웨어는 우리 서비스의 기초입니다. “우리 모두는 그 기초에 대한 관심을 가지고 있습니다. 즉, 얼마나 신뢰할 수 있는지, 비용 효율적인, 얼마나 빠르고, 우리가 얻을 수있는 행동이 얼마나 일관된 지, 그리고 지속 가능한 얼마나 지속 가능한지, 마이크로 유체는 각각 비용, 신뢰성, 속도, 행동의 일관성, 지속 가능성을 향상시킵니다.”
미세 유체의 장점
예를 들어, 간단한 Microsoft 팀은 Microfluidic 냉각이 제공 할 수있는 장점을 보여줍니다. 팀은 단일 서비스가 아니라 원활하게 협력하는 약 300 개의 다른 서비스 세트입니다. 하나는 고객을 회의에 연결하고, 다른 하나는 회의를 주최하고, 다른 하나는 채팅을 저장하고, 다른 사람이 오디오 스트림과 합병하여 여러 사람이 모든 사람이 말하면 다른 기록, 다른 기록, 다른 기록이 있습니다.
Kleewein은“각 서비스마다 특성이 다르며 서버의 다른 부분을 강조합니다. “서버를 크게 활용할수록 더 많은 열이 생성되며 이는 의미가 있습니다.”
예를 들어, 대부분의 팀 전화는 시간 또는 30 분 동안 시작하는 경향이 있습니다. 콜 컨트롤러는 그 시간이 지난 후 약 5 분에서 3 분 전에 매우 바쁘고 나머지 시간 동안 바쁘지 않습니다. 수요 피크를 처리하는 두 가지 방법이 있습니다. 대부분의 시간을 사용하지 않는 비싼 추가 용량을 설치하거나 서버를 더 강하게 실행하여 오버 클로킹이라고합니다. 오버 클로킹은 칩을 더 뜨겁게 만들기 때문에 너무 많이 할 수 없거나 칩을 손상시킬 수 있습니다.
“우리는 뾰족한 워크로드가있을 때마다 오버 클럭을 할 수 있기를 원합니다. Microfluidics는 Kleewein은“칩이 칩을 더 효율적으로 녹이는 것에 대해 걱정하지 않고 오버 클럭을 허용합니다.”라고 Kleewein은“비용과 신뢰성에는 장점이 있습니다. 그리고 우리는 오버 클럭을 할 수 있기 때문에 속도.”
더 큰 그림에 냉각이 얼마나 맞는지
미세 유체는 차세대 냉각 기술을 발전시키고 클라우드 스택의 모든 부분을 최적화하기위한 더 큰 Microsoft 이니셔티브의 일부입니다. 전통적으로, 데이터 센터는 대규모 팬에 의해 공기가 날려서 냉각되었지만 액체는 공기보다 훨씬 더 효율적으로 열을 수행합니다.
하나의 형태 액체 냉각 Microsoft가 이미 배포되었습니다 데이터 센터에는 차가운 판이 있습니다. 플레이트는 칩 위에 앉아 차가운 액체가 들어오고 판 내부의 수로를 통해 순환하여 아래 칩에서 열을 픽업하고 뜨거운 액체가 냉각됩니다.
칩에는 핫스팟에서 열을 펼치고 보호하기 위해 칩에는 재료 층이 포장되어 있습니다. 그러나이 재료는 또한 담요처럼 작용하여 열을 잡고 추위를 유지함으로써 차가운 판의 성능을 제한합니다. AI에 잘 맞는 미래 세대의 칩은 훨씬 더 강력하고 차가운 판으로 냉각하기에는 너무 뜨거워 질 것으로 예상됩니다.
미세 유체 채널을 통해 직접 칩을 냉각하는 것은 열을 제거하는 것뿐만 아니라 전체 시스템을 실행하는 데 훨씬 더 효율적입니다. 모든 절연 층이 제거되고 냉각제가 뜨거운 실리콘에 직접 닿는 상태에서 냉각수는 작업을 수행하기 위해 차가운 곳에있을 필요가 없습니다. 그것은 현재의 차가운 판보다 더 나은 작업을하면서 냉각수를 식히는 데 필요하지 않은 에너지를 절약 할 수 있습니다. 미세 유체 기술은 또한 고품질 폐 열 사용을 가능하게합니다.
Microsoft는 또한 소프트웨어 및 기타 접근 방식을 통해 데이터 센터 작업을 최적화하는 것을 목표로합니다. Compute Efficiency 전문 Azure의 Microsoft 기술 연구원 인 Ricardo Bianchini는“미세 유체 냉각이 데이터 센터를 냉각시키기 위해 더 적은 전력을 사용할 수 있다면 근처 지역 사회에 에너지 그리드에 스트레스를 줄일 것입니다.
열은 또한 데이터 센터 설계에 제한을두고 있습니다. 컴퓨팅을위한 데이터 센터의 장점 중 하나는 서버가 물리적으로 가깝다는 것입니다. 거리는 서버 간의 통신 속도 – 대기 시간이라고합니다. 그러나 오늘날의 서버는 열이 문제가되기 전에 너무 단단히 포장 할 수 있습니다. 미세 유체를 통해 데이터 센터는 서버의 밀도를 높일 수 있습니다. 즉, 데이터 센터는 추가 건물이 필요하지 않고 잠재적으로 컴퓨팅을 늘릴 수 있음을 의미합니다.
칩 혁신의 미래
미세 유체는 또한 3D 칩과 같은 완전히 새로운 칩 아키텍처의 문을 열 가능성이 있습니다. 서버를 가깝게 정리하면 대기 시간이 줄어들면 칩을 쌓는 칩을 더욱 줄입니다. 이런 종류의 3D 아키텍처는 발생하는 열 때문에 구축하기가 어렵습니다.
그러나 미세 유체는 전력이 소비되는 곳에 냉각수를 매우 가깝게 가져 오므로 3D 디자인의 경우와 같이“우리는 칩을 통해 액체를 흐를 수 있습니다”라고 Bianchini는 말했다. 여기에는 쌓인 칩 사이의 원통형 핀을 사용하여 다른 미세 유체 디자인이 포함됩니다. 쌓인 칩, 다단계 주차장의 기둥과 비슷하며 유동성이 주위에 흐릅니다.
Priest는“언제나 우리는보다 효율적으로 일을하고이를 단순화 할 수 있으면 새로운 칩 아키텍처를 볼 수있는 새로운 혁신의 기회가 열립니다.
열에 의해 설정된 한계를 제거하면 칩의 데이터 센터 랙 또는 더 많은 코어에서 더 많은 칩이 허용되어 속도를 향상시키고 더 작지만 강력한 데이터 센터를 허용 할 수 있습니다.
Microsoft는 미세 유체와 같은 새로운 냉각 기술이 어떻게 작동 할 수 있는지 시연함으로써 업계 전반에 걸쳐보다 효율적이고 지속 가능한 차세대 칩의 길을 열어주기를 희망한다고 회사는 말했다.
Kleewein은“우리는 미세 유체가 우리가하는 일이 아니라 모든 사람이하는 일이되기를 원합니다. “이를 채택하는 사람들이 많을수록 기술이 더 빨리 개발 될수록 고객, 고객, 모든 사람에게 더 나은 것이 더 좋습니다.”
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