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L'aspirapolvere robot estrae l'umidità dall'aria e rigenera l'acqua di scarico
di Lorenz Keller
Microsoft sta lavorando da tempo a una tecnologia che potrebbe risolvere elegantemente il problema del raffreddamento delle unità di calcolo: Microfluidica direttamente nei processori. L'azienda ha ora annunciato una svolta.
Gli attuali acceleratori AI e i processori di fascia alta stanno raggiungendo i loro limiti termici. Mentre la potenza di calcolo aumenta, i metodi di raffreddamento rimangono in gran parte invariati - un problema che Microsoft vuole ora affrontare dall'interno.
L'azienda sta collaborando con la start-up svizzera Corintis per sviluppare minuscoli canali di raffreddamento integrati direttamente nei chip. Questi microcanali hanno una larghezza di soli 100 micrometri e trasportano il liquido di raffreddamento direttamente nelle aree più calde del processore. Ora, per la prima volta, l'azienda è riuscita a sviluppare un chip raffreddato in questo modo che funziona davvero.
L'idea è tanto ingegnosa quanto complessa. Invece di fissare un ingombrante dissipatore di calore sul chip, canali microscopicamente sottili, più sottili di un capello umano, vengono fresati direttamente sul retro del die di silicio, cioè sul nucleo del processore.
Un liquido di raffreddamento viene pompato in modo da funzionare davvero.
Un liquido di raffreddamento viene pompato attraverso questi microcanali. Il trucco è il cosiddetto raffreddamento bifasico: il liquido assorbe il calore estremo del chip, evapora immediatamente e trasporta via il calore sotto forma di vapore. In un altro momento del ciclo, il vapore si condensa nuovamente in liquido e il ciclo ricomincia da capo. Questo processo è molto più efficace del semplice riscaldamento dell'acqua e del suo raffreddamento con l'aria in un termosifone.
Il potenziale di questa tecnologia è enorme. Secondo Microsoft, le CPU e le GPU raffreddate in questo modo potrebbero raggiungere prestazioni fino a tre volte superiori, non essendo più rallentate dal surriscaldamento. Il raffreddamento è così efficiente che può dissipare oltre 1000 watt per centimetro quadrato, un valore che possiamo solo sognare con i sistemi di oggi. Per fare un confronto: Be Quiet indica una capacità di raffreddamento di 270 watt per il Dark Rock Pro 5 - su una superficie molto più ampia.
Questo apre possibilità completamente nuove per la progettazione dei chip. I processori possono essere costruiti in modo molto più denso o addirittura impilati l'uno sull'altro, senza che il calore collassi. Per i data center, questo non significa solo più potenza in meno spazio, ma anche un enorme risparmio di energia e di acqua, che attualmente sono necessari per raffreddare intere server farm.
Ma prima di poter sognare processori raffreddati a liquido nei nostri PC da gioco, ci sono ancora alcuni ostacoli da superare. Perché la produzione è estremamente complessa. I canali di raffreddamento devono essere fresati con la massima precisione sul fragilissimo die di silicio. Basta un piccolo errore in questo processo e il costoso chip diventa solo un rifiuto elettronico.
Anche altre domande, come il modo in cui i minuscoli canali di raffreddamento influenzano la struttura del chip e in che misura rendono la produzione più costosa, non hanno ancora trovato risposta. Un aspetto particolarmente critico: cosa succede se i microcanali si bloccano? Con i sistemi di raffreddamento ad acqua convenzionali, i blocchi possono essere eliminati, mentre con i canali integrati questo significherebbe probabilmente la fine dell'intero chip.
La microfluidica potrebbe diventare il futuro del raffreddamento dei processori, se si riusciranno a risolvere le questioni ancora aperte. Fino ad allora, continueremo a raffreddare i nostri chip in modo convenzionale.
Tecnologia e società mi affascinano. Combinarle entrambe e osservarle da punti di vista differenti sono la mia passione.
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