Сегодняшние игровые видеокарты потребляют много энергии, но это ничто по сравнению с тем, сколько энергии поглощают мощные процессоры в системах искусственного интеллекта и обработки данных. Вся эта энергия превращается в тепло, что делает охлаждение чипов серьёзной задачей. Однако у Microsoft есть превосходное решение, основанное на использовании воды внутри самих процессоров.
Самые сложные системы жидкостного охлаждения, которые вы можете увидеть в игровом ПК, предполагают использование камеры, монтируемой на процессор. Но охлаждающая жидкость никогда не касается чипа напрямую. В недавно опубликованном блоге Microsoft объясняет, как она разработала систему, которая делает это возможным.
Создавая на поверхности кристалла процессора сложный узор из миниатюрных каналов, вода может быть направлена прямо в кремний, хотя и на очень малую глубину.
Ключевое слово для описания этой технологии — микрофлюидика, которая существует уже много десятилетий. Если судить по истории потребительских технологий, вскоре это слово будет повсюду на системах охлаждения процессоров, хотя это может не иметь значительного эффекта.
Может показаться, что Microsoft просто делает несколько бороздок в чипе, чтобы вода могла течь через них, но всё гораздо сложнее. Начнем с того, что сами каналы не шире человеческого волоса и не представляют собой просто линии. Microsoft привлекла швейцарскую компанию Corintis, которая с помощью искусственного интеллекта определила лучший узор для максимального отвода тепла.
В результате получилась сеть микроканалов, которая действительно выглядит органично, хотя на первый взгляд может показаться, что это производственные дефекты. Это, безусловно, выглядит круто (во всех смыслах этого слова).
Microsoft утверждает, что эта технология в три раза эффективнее удаляет тепло с мощного AI GPU, чем традиционная холодная пластина, демонстрируя 65%-ное снижение максимального повышения температуры кремния.
Поскольку вся система передачи охлаждающей жидкости не должна находиться прямо на микроканалах, её можно также применить к многослойным чипам, где каждый слой обрабатывается перед установкой. Таким образом, каждый кристалл в стеке охлаждается индивидуально, что позволяет им работать ближе к максимальным характеристикам, чем при использовании обычной холодной пластины.
Возьмем, например, процессоры AMD X3D. У них под радиатором находится один многослойный кристалл: основной кристалл (CCD), соединённый с 3D V-Cache. Каждый из них действует как тепловой барьер для другого, хотя CCD генерирует гораздо больше тепла, чем кеш. Если бы их можно было охлаждать с помощью микрофлюидики, они могли бы работать на более высоких частотах.
Конечно, развитие и внедрение такой сложной технологии обходится недёшево, и маловероятно, что она появится на уровне потребителей. Но я не удивлюсь, если кто-то возьмёт RTX 5090, уберёт радиатор и заменит его самодельным микрофлюидическим кулером.
Если же увеличение энергопотребления — единственный способ для AMD, Intel и Nvidia улучшать производительность чипов, возможно, в будущем мы увидим процессоры с гравировкой и прямое охлаждение кристалла как стандарт в игровых ПК. Ведь когда-то теплоотводы и паровые камеры были новшеством, но теперь они есть в каждом кулере.
Интересно узнать, как скоро эта технология станет доступной для массового рынка. Хотя и звучит многообещающе, цены, вероятно, будут высокими. Надеюсь, что в будущем она станет стандартом, как и упомянутые теплоотводы. Вопрос в том, насколько она будет надежной в длительной перспективе.