Microsoft thử nghiệm làm mát chip bằng vi lưu chất Microfluidics, chất lỏng chảy trực tiếp qua bề mặt silicon

Thử nghiệm mới của Microsoft với vi lưu chất cho thấy hiệu quả tản nhiệt gấp ba lần so với giải pháp truyền thống, hứa hẹn mở ra tương lai cho chip 3D và trung tâm dữ liệu mật độ cao.

Thông thường, chất lỏng và linh kiện điện tử không phải là “bạn tốt” của nhau, do đó việc làm mát bằng chất lỏng trong trung tâm dữ liệu thường được xem là giải pháp rủi ro. Thế nhưng, Microsoft lại đang thử nghiệm một hướng đi mới: cho chất lỏng chảy trực tiếp qua bề mặt chip.

Trong bài viết công bố hôm thứ Ba, hãng gọi công nghệ này là Microfluidics – vi lưu chất. Phương pháp này tạo ra những kênh siêu nhỏ được khắc trực tiếp ở mặt sau của tấm silicon. Các rãnh này cho phép chất làm mát lưu thông và tản nhiệt hiệu quả hơn.

Theo Microsoft, kích thước mỗi kênh làm mát chỉ tương đương một sợi tóc người. Vị trí của chúng được xác định nhờ phân tích bằng trí tuệ nhân tạo, để biết chính xác vùng nào của chip tỏa nhiệt nhiều nhất. Hệ thống kênh làm mát này được mô tả như “mạng gân lá hoặc cánh bướm” – vốn là những cấu trúc tự nhiên tối ưu trong việc phân phối năng lượng và dưỡng chất.

Các rãnh đủ sâu để chất lỏng lưu thông mà không bị tắc nghẽn, nhưng cũng không làm suy yếu cấu trúc silicon đến mức dễ gãy vỡ.

Hiệu quả vượt trội trong thử nghiệm

Trong các thử nghiệm quy mô phòng lab, Microsoft cho biết vi lưu chất có khả năng tản nhiệt tốt gấp ba lần so với giải pháp tấm làm mát lạnh (cold plate), tùy thuộc vào cấu hình và khối lượng công việc. Hãng cũng khẳng định công nghệ này giúp giảm tới 65% mức nhiệt tăng tối đa bên trong GPU.

Tuy nhiên, Microsoft không tiết lộ loại chất lỏng được sử dụng, cũng như chưa chắc chắn tính khả thi để áp dụng trong các trung tâm dữ liệu thông thường. Công ty thừa nhận hệ thống này cần một lớp vỏ chống rò rỉ tuyệt đối.

Tiềm năng cho chip 3D và trung tâm dữ liệu tương lai

Theo Microsoft, vi lưu chất có thể mở ra khả năng thiết kế chip 3D, cho phép chất lỏng chảy xuyên qua các khối bán dẫn lớn. Về lâu dài, công nghệ này có thể giúp các trung tâm dữ liệu đạt mật độ cao hơn và hoạt động hiệu quả hơn.

Dù vậy, đây mới chỉ là ý tưởng mang tính thử nghiệm. Microsoft chưa đưa ra cam kết triển khai trong thực tế, đồng nghĩa các phương pháp truyền thống như tấm làm mát lạnh hoặc làm mát ngâm trong chất lỏng điện môi vẫn là những giải pháp an toàn nhất hiện nay.