ไมโครซอฟท์ ประกาศความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีระบายความร้อนแบบใหม่ด้วย ไมโครฟลูอิดิกส์ (Microfluidics) ซึ่งสามารถลดความร้อนของชิปได้ดีกว่าเทคโนโลยี cold plate ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันถึง 3 เท่า ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อน รองรับการประมวลผล AI รวมถึงชิปเซ็ตรุ่นใหม่ๆ ที่มีความซับซ้อนและใช้พลังงานสูงได้อย่างยั่งยืน
เทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกส์ของไมโครซอฟท์ใช้ช่องทางขนาดเล็กที่สลักไว้บนด้านหลังของชิปซิลิคอน เพื่อให้น้ำหล่อเย็นไหลผ่านโดยตรงไปยังจุดที่เกิดความร้อนมากที่สุด พร้อมทั้งใช้ AI วิเคราะห์ลักษณะการกระจายความร้อนเฉพาะของแต่ละชิป เพื่อควบคุมทิศทางการไหลของน้ำหล่อเย็นอย่างแม่นยำ
จูดี้ พรีสต์ รองประธานและประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคนิค Cloud Operations and Innovation ไมโครซอฟท์ กล่าวว่า “ไมโครฟลูอิดิกส์ เปิดโอกาสให้เราสามารถออกแบบระบบที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้น เพิ่มฟีเจอร์ที่ลูกค้าต้องการ และให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าในพื้นที่ที่เล็กลง”
จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการของไมโครซอฟท์ พบว่าไมโครฟลูอิดิกส์สามารถลดอุณหภูมิสูงสุดของซิลิคอนใน GPU ได้ถึง 65% (ขึ้นอยู่กับประเภทของชิป) คาดว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (Power Usage Effectiveness – PUE) ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสำคัญด้านความยั่งยืนของดาต้าเซ็นเตอร์ ทั้งยังช่วยลดต้นทุนการดำเนินงาน และรองรับการออกแบบชิปที่มีความหนาแน่นสูงขึ้นในอนาคต
ไมโครซอฟท์ยังร่วมมือกับ Corintis สตาร์ทอัพจากสวิตเซอร์แลนด์ เพื่อออกแบบช่องระบายความร้อนที่ได้แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ เช่น เส้นใบไม้หรือปีกผีเสื้อ ซึ่งสามารถระบายความร้อนได้ดีกว่าร่องแบบตรง โดยใช้ AI ช่วยปรับแต่งให้เหมาะสมกับลักษณะความร้อนของชิปแต่ละชนิด
ฮูซัม อลิสซา ผู้อำนวยการฝ่ายเทคโนโลยี Cloud Operations and Innovationไมโครซอฟท์ กล่าวถึง ไมโครฟลูอิดิกส์ ที่ถึงแม้จะไม่ใช่แนวคิดใหม่ แต่การนำมาใช้งานจริงยังเป็นความท้าทายของอุตสาหกรรม “การคิดเชิงระบบเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกส์ ซึ่งจำเป็นจะต้องเข้าใจการทำงานร่วมกันของระบบ ตั้งแต่ซิลิคอน ของเหลวหล่อเย็น เซิร์ฟเวอร์ ไปจนถึงดาต้าเซ็นเตอร์”
เทคโนโลยีนี้ยังช่วยให้สามารถเร่งประสิทธิภาพเซิร์ฟเวอร์ หรือ overclock ได้มากขึ้นโดยไม่เสี่ยงต่อความเสียหายจากความร้อน เป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อบริการที่มีโหลดสูงเป็นช่วงๆ เช่น Microsoft Teams ซึ่งประกอบด้วยชุดของบริการย่อยกว่า 300 รายการที่ทำงานร่วมกันอย่างไร้รอยต่อ เช่น บริการเชื่อมต่อลูกค้าเข้าประชุม บริการจัดการห้องประชุม บริการจัดเก็บแชท บริการผสานเสียง บริการบันทึก และบริการถอดความเสียง เป็นต้น
ไมโครฟลูอิดิกส์ยังเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ระยะยาวของไมโครซอฟท์ในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานที่มีความยั่งยืนและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น เพื่อรองรับความต้องการของบริการและความสามารถที่เพิ่มมากขึ้นของ AI โดยบริษัทมีแผนลงทุนกว่า 30,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ในไตรมาสนี้ ซึ่งรวมถึงการพัฒนาชิป Cobalt และ Maia ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อรองรับการทำงานของไมโครซอฟท์และลูกค้าได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง
การระบายความร้อน: ส่วนสำคัญของภาพรวมโครงสร้างพื้นฐานคลาวด์
ไมโครฟลูอิดิกส์เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในวงกว้างของไมโครซอฟท์ในการพัฒนาเทคโนโลยีระบายความร้อนยุคถัดไป และเพิ่มประสิทธิภาพในทุกระดับของโครงสร้างพื้นฐานคลาวด์
ในอดีต ดาต้าเซ็นเตอร์มักใช้พัดลมขนาดใหญ่เป่าลมเพื่อระบายความร้อน แต่ของเหลวสามารถนำความร้อนได้ดีกว่าอากาศมาก ปัจจุบันไมโครซอฟท์ได้ใช้เทคโนโลยี cold plate ซึ่งเป็นการวางแผ่นที่มีน้ำเย็นไหลผ่านไว้บนชิป เพื่อดูดซับความร้อนและส่งน้ำร้อนออกไปทำให้เย็นลง อย่างไรก็ตาม ชิปมักถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุหลายชั้นเพื่อกระจายความร้อนและป้องกันความเสียหาย ซึ่งวัสดุเหล่านี้กลับทำหน้าที่เหมือนฉนวนที่กักเก็บความร้อนไว้ ทำให้ cold plate ไม่สามารถระบายความร้อนได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
การระบายความร้อนโดยตรงผ่านช่องไมโครฟลูอิดิกส์จึงมีประสิทธิภาพสูงกว่า ไม่เพียงแต่ช่วยลดความร้อนจากชิปได้ดีขึ้น แต่ยังช่วยให้ระบบโดยรวมทำงานได้ดีขึ้นด้วย เพราะไม่จำเป็นต้องทำให้น้ำหล่อเย็นเย็นจัดเหมือนเดิม จึงช่วยประหยัดพลังงาน และยังสามารถนำความร้อนที่เหลือใช้ไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมีคุณภาพมากขึ้น
ริคาร์โด เบียงคินี ผู้เชี่ยวชาญระดับสูงด้านเทคนิค และรองประธาน Azure ของไมโครซอฟท์ เสริมว่า “หากไมโครฟลูอิดิกส์สามารถใช้พลังงานน้อยลงในการระบายความร้อน ก็จะช่วยลดภาระต่อโครงข่ายไฟฟ้าในชุมชนใกล้เคียงได้”
ความร้อนยังเป็นข้อจำกัดสำคัญในการออกแบบดาต้าเซ็นเตอร์ โดยทั่วไปเซิร์ฟเวอร์จะถูกจัดวางให้ใกล้กันเพื่อให้การสื่อสารเร็วขึ้น (ลด latency) แต่เมื่อเซิร์ฟเวอร์อยู่ใกล้กันมากเกินไป ความร้อนจะสะสมและกลายเป็นปัญหา ไมโครฟลูอิดิกส์จะช่วยให้สามารถเพิ่มความหนาแน่นของเซิร์ฟเวอร์ได้โดยไม่ต้องสร้างอาคารเพิ่มเติม
อนาคตของนวัตกรรมชิป
ไมโครฟลูอิดิกส์ยังเปิดโอกาสให้เกิดการออกแบบชิปรูปแบบใหม่ เช่น ชิปแบบสามมิติ (3D chips) ซึ่งเป็นการซ้อนชิปหลายชั้นเพื่อลดระยะทางในการประมวลผล แต่การออกแบบลักษณะนี้มักเผชิญกับปัญหาความร้อนสะสม
เทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกส์สามารถนำน้ำหล่อเย็นเข้าไปใกล้จุดที่ใช้พลังงานมากที่สุดในชิปได้ จึงมีศักยภาพในการระบายความร้อนในชิปแบบ 3D โดยใช้โครงสร้างคล้ายเสาในอาคารจอดรถหลายชั้น เพื่อให้น้ำหล่อเย็นไหลผ่านระหว่างชั้นของชิปได้อย่างมีประสิทธิภาพ
“ฮาร์ดแวร์ เป็นพื้นฐานที่สำคัญของบริการทั้งหมดของเรา ไม่ว่าจะเป็นเรื่องความน่าเชื่อถือ ต้นทุน ความเร็ว ความสม่ำเสมอของการทำงาน หรือความยั่งยืน ซึ่งไมโครฟลูอิดิกส์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในทุกด้าน” จิม คลีไวน์ ผู้เชี่ยวชาญระดับสูงด้านเทคนิค Microsoft 365 Core Management กล่าวและเสริมว่า “เราต้องการให้ไมโครฟลูอิดิกส์กลายเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรม ไม่ใช่แค่เทคโนโลยีเฉพาะของเรา”
ไมโครซอฟท์ ยังคงเดินหน้าวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกส์เพื่อให้สามารถนำไปใช้กับชิปรุ่นถัดไปของบริษัท และร่วมมือกับพันธมิตรด้านการผลิตและซิลิคอนเพื่อนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้จริงในดาต้าเซ็นเตอร์ทั่วโลก
อ่านข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไมโครฟลูอิดิกส์
