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近日，微軟與瑞士新創公司Corintis聯合宣布，成功研發出名為“微流體”（Microfluidics）的革命性芯片冷卻技術。該技術通過在GPU硅片背面蝕刻出微米級流體通道，使冷卻液直接接觸芯片核心發熱區域，實驗室測試數據顯示其可將GPU最高溫升降低65%，冷卻效率較傳統方案提升約3倍。這一突破有望徹底改變數據中心散熱模式，為AI算力爆發提供關鍵支撐。 仿生葉脈設計：冷卻液精準直擊“熱點” 微流體技術的核心在于將冷卻系統嵌入芯片內部。微軟研發團隊在硅片背面蝕刻出寬度僅相當于人類頭發絲的微小溝槽，形成類似葉脈的分支結構。冷卻液通過這些通道直接流經GPU的晶體管陣列，避免了傳統冷板技術中多層材料隔離導致的熱阻問題。 “傳統冷板與芯片之間隔著數層導熱材料，就像給發熱的爐子裹了三層棉被。”微軟云運營與創新部首席技術官朱迪·普里斯特比喻道，“而微流體技術讓冷卻液直接觸摸熱源，熱傳導路徑縮短90%以上。” 為優化流體路徑，微軟聯合Corintis引入AI算法，模擬自然界葉脈生長規律設計通道走向。實驗數據顯示，這種仿生結構使冷卻液流動效率提升40%，在處理高負載AI任務時，GPU表面溫度較傳統方案降低15-20℃。 四輪迭代攻克工程難題：強度與流道的平衡術 將液體引入芯片內部面臨兩大挑戰：硅基材料的承壓能力與微通道的防堵設計。微軟團隊歷時一年完成四輪技術迭代，最終確定“淺槽寬距”方案——通道深度控制在50微米以內，既保證冷卻液循環順暢，又避免過度蝕刻導致硅片破裂。 “我們曾在第三輪迭代中嘗試加深通道以提升流量，結果導致20%的測試芯片出現裂紋。”項目負責人透露，“最終通過調整蝕刻工藝參數，在通道深度與芯片強度間找到臨界平衡點。” 為解決長期運行中的防漏液問題，研發團隊采用氮化鎵（GaN）基板與銅密封技術，使芯片在承受10MPa液體壓力時仍保持結構穩定。該方案已通過軍用級可靠性測試，可滿足數據中心7×24小時連續運行需求。 實驗室到數據中心的跨越：Teams會議實測驗證 微軟在Azure數據中心部署了搭載微流體技術的測試服務器，模擬1000人同時參與的Teams會議場景。結果顯示，系統在高密度計算負載下持續穩定運行，無任何過熱降頻現象，液體循環系統功耗僅占總功耗的3%，較傳統液冷方案降低60%。 “當傳統風冷系統因過熱頻繁觸發保護機制時，微流體技術讓GPU始終保持峰值性能。”參與測試的工程師表示，“在模擬GPT-6級大模型訓練場景中，芯片壽命預測值從3年延長至5年以上。” 行業分析師指出，隨著NVIDIA GB200/GB300 NVL72系統單柜功耗突破130kW，傳統氣冷技術已觸及物理極限。微軟微流體技術的出現，為數據中心高密度部署開辟了新路徑——相同空間內可部署3倍數量的AI服務器，PUE（能源使用效率）值有望降至1.1以下。 |
