Microsoft ha mostrado un innovador sistema de refrigeración microfluídica que promete triplicar la eficiencia de disipación térmica frente a los sistemas de cold plate convencionales, reduciendo hasta dos tercios la temperatura máxima en los aceleradores de IA.
En sus pruebas internas, la compañía comprobó que este enfoque no solo mejora la disipación de calor, sino que también permite extraer más rendimiento de la misma pieza de hardware con un menor consumo energético en refrigeración. Este avance apunta a centros de datos más eficientes y con mayor densidad de aceleradores.
Canales microscópicos tallados en el silicio
A diferencia de los cold plate metálicos tradicionales que se colocan sobre el encapsulado del chip, la solución de Microsoft graba microcanales directamente en la parte posterior del silicio. Estos canales, más finos que un cabello humano, permiten que el líquido refrigerante circule prácticamente en contacto con las áreas más calientes del chip: la red de transistores.
El diseño de los canales no sigue un patrón recto estándar, sino que se inspira en la naturaleza, con formas similares a las venas de una hoja. Además, Microsoft ha empleado IA para trazar el mapa térmico de cada chip y dirigir el flujo hacia los puntos críticos, optimizando la disipación de calor frente a configuraciones genéricas.
El desafío de la densidad térmica
Los aceleradores de IA modernos concentran enormes cantidades de energía en áreas muy reducidas. Un ejemplo es la futura NVIDIA Rubin Ultra, que podría alcanzar una disipación de 2.300 W en un solo chip. Cada nueva generación incrementa la densidad de transistores, y aunque mejoran en eficiencia, el exceso de calor se convierte en el principal obstáculo para aumentar las frecuencias o implementar diseños 3D apilados.
Con la refrigeración microfluídica, el líquido reduce la barrera térmica entre la fuente de calor y el sistema de disipación, posibilitando mayor densidad de racks, frecuencias más altas en picos de carga y nuevas arquitecturas que hasta ahora estaban limitadas por el calor.
Retos de fabricación y futuro de la tecnología
Introducir líquido en el propio chip plantea enormes retos de diseño y producción. Los canales deben ser lo bastante profundos para absorber calor sin comprometer la integridad del silicio, y el encapsulado ha de ser completamente estanco para evitar fugas. También se requieren nuevos métodos de grabado y validación de refrigerantes.
Microsoft está trabajando en iteraciones de diseño y pruebas de laboratorio, explorando cómo integrar esta tecnología en futuros chips propios y en colaboración con fabricantes como TSMC, Intel o Samsung, responsables de la producción avanzada de empaquetado.
De prosperar, la refrigeración microfluídica integrada podría convertirse en un estándar para la próxima generación de aceleradores de IA y abrir un nuevo capítulo en el diseño de semiconductores de alto rendimiento.
Vía: TechPowerUp
