Microsoft busca desarrollar chips con \»venas\» para abordar el problema de la refrigeración

Microsoft considera que la clave para abordar la creciente demanda energética necesaria para enfriar los centros de datos que soportan las inteligencias artificiales más avanzadas radica en la aplicación de la microfluídica, un área de la física. En un informe reciente, la empresa anunció que, al implementar esta técnica que simula venas dentro de un chip, lograron eliminar hasta tres veces más calor que con los métodos tradicionales.

La microfluídica se centra en el estudio y manipulación de fluidos que fluyen a través de canales de tamaño micrométrico, integrando conocimientos de física, química e ingeniería. Microsoft aplicó ciertos principios de la microfluídica para crear canales microscópicos en chips de silicio, permitiendo que el líquido refrigerante fluya sin requerir energía adicional para su enfriamiento.

Desafíos del enfriamiento convencional

Hasta ahora, los chips más potentes han utilizado el método de placa fría (cold plate) para disipar el calor. Este sistema coloca una superficie metálica en contacto directo con el microprocesador para extraer el calor mediante un líquido refrigerante. Aunque este método es eficiente térmicamente y permite operar casi a 70°C, requiere bombeo activo, radiadores e incluso ventiladores, lo que conlleva un considerable consumo eléctrico.

Sashi Majety, gerente senior de programas técnicos para operaciones e innovación en la nube de Microsoft, advierte que quienes continúen utilizando el método de placa fría en los centros de datos en los próximos años enfrentarán un cuello de botella energético. Este problema es ineludible, ya que la tecnología que respalda la inteligencia artificial genera mucho más calor que los centros de datos convencionales, lo que incrementará el gasto energético.

Innovaciones en el enfriamiento de chips

Microsoft afirma que, a partir de pruebas en laboratorio, el método de microcanales en chips puede eliminar el calor hasta tres veces más eficazmente, aunque el rendimiento puede variar según la carga del procesador y la configuración. Según el comunicado, se logró reducir hasta un 65% la temperatura del silicio en una Unidad de Procesamiento Gráfico (GPU).

“Al eliminar todas esas capas de aislamiento y permitir que el refrigerante toque directamente el silicio caliente, este no necesita estar tan frío para cumplir su función. Esto ahorraría energía que no sería necesaria para enfriar el refrigerante, al mismo tiempo que mejoraría la eficiencia en comparación con las placas frías actuales”, señala la empresa en su blog.

El éxito de los chips con microcanales depende del análisis previo del material utilizando inteligencia artificial (IA). Microsoft colaboró con la startup Corintis, especializada en IA, para diseñar un sistema que enfríe eficazmente las áreas que tienden a calentarse más en un chip. La compañía compara el diseño final con las venas de una hoja o las alas de una mariposa. Además, se optimizó la fórmula del refrigerante, se variaron los grosores de grabado y se diseñó el orden de fabricación.

Perspectivas futuras de la microfluídica

Esta nueva arquitectura abre la puerta a generaciones futuras de chips. Microsoft anticipa que la microfluídica facilitará la creación de microprocesadores tridimensionales, el apilamiento de múltiples capas para aumentar la potencia de cómputo y la incorporación de más núcleos. De esta manera, la microfluídica permitirá reducir la generación de calor sin incrementar el consumo energético.