XMEMS المبردات بالموجات فوق الصوتية لسلطة أجهزة الإرسال والاستقبال الجياع

في مراكز البيانات ، يقوم أجهزة الإرسال والاستقبال البصرية القابلة للتوصيل بتحويل البتات الإلكترونية إلى الفوتونات ، وتنقلها في جميع أنحاء الغرفة ، ثم إعادةها إلى الإشارات الإلكترونية ، مما يجعلها linchpin التكنولوجية للتحكم في عاصفة ثلجية من البيانات المستخدمة في الذكاء الاصطناعي. لكن التكنولوجيا تستهلك الكثير من القوة. في مركز بيانات يحتوي على 400000 وحدات معالجة الرسومات ، تقدر NVIDIA أن أجهزة الإرسال والاستقبال البصرية تحرق 40 ميجاوات. في الوقت الحالي ، الطريقة الوحيدة للتعامل مع كل هذه الحرارة هي الأمل في الاتصال حرارياًهذه الإرسال والاستقبال إلى حالة نظام التبديل وتبريد ذلك. يقول توماس تارتر ، المهندس الحراري الرئيسي في مختبرات XMEMS ، إنه ليس حلاً رائعًا ، ولكن لأن هذه المستويات الإرسال والاستقبال هذه هي حجم عصا USB المتراكبة ، لا توجد وسيلة لتثبيت مروحة تبريد تقليدية في كل منها.

الآن ، تقول XMEMS إنها تكيفت على “مروحة المروحة” (MEMS) الكهرومكانيكية القادمة بالموجات فوق الصوتية (MEMS) لتناسب مع معالج الإشارة الرقمية (DSP). يقول تارتر إن الحفاظ على برودة DSP أمر بالغ الأهمية لطول العمر. في ما يزيد عن 2000 دولار أمريكي لكل جهاز الإرسال والاستقبال ، فإن الحصول على سنة أو عامين إضافيين من جهاز الإرسال والاستقبال يستحق ذلك. يجب أن يحسن التبريد أيضًا من سلامة إشارات الإرسال والاستقبال. يتم إلقاء اللوم على الروابط غير الموثوقة في توسيع نطاق التدريب الطويل بالفعل لنماذج لغة كبيرة جديدة.

يجد تقنية التبريد لـ XMEMS منزلًا جديدًا

تقنية تبريد رقائق XMEMS ، والتي كانت كشف النقاب في أغسطس 2024، يعتمد على المنتج السابق للشركة ، microspeakers الحالة الصلبة لسماعات الأذن. يستخدم المواد الكهروإجهادية التي يمكن أن تغير الشكل عند ترددات الموجات فوق الصوتية لضخ 39 سم مكعب من الهواء في الثانية من خلال شريحة حوالي حوالي ملليمتر وأقل من سنتيمتر على الجانب.

كانت الهواتف الذكية ، التي تكون ضئيلة للغاية لحمل مروحة ، أول تطبيق واضح للملمسبرودة ، ولكن تبريد أنظمة الذكاء الاصطناعى على نطاق البيانات السريع النمو ، يبدو بعيد المنال لتكنولوجيا MEMS ، لأنها لا يمكن أن تقترب من مطابقة أنظمة التبريد السائلة التي تزيل آلاف واط من الحرارة من خوادم GPU.

يقول Mike Housholder ، حامل Mike Housholder ، نائب رئيس التسويق في XMEMS: “لقد فوجئنا بسرور من نهج عملاء مركز البيانات”. “لقد ركزنا على القوة المنخفضة. لذلك لم نعتقد أن لدينا سلامًا دونك.”

تتحول أجهزة الإرسال والاستقبال البصرية القابلة للتوصيل إلى تقنية مركز بيانات موجودة بشكل مباشر في منزل Wheel-on-A-Chip. اليوم ، يتم ربط الحرارة من DSP من جهاز الإرسال والاستقبال و IC الضوئي والليزر حرارياً مع أجهزة كمبيوتر مفتاح الشبكة التي يتم توصيلها بها. (عادةً ما تجلس هذه في الجزء العلوي من رف أجهزة الكمبيوتر.) ثم يتحرك الهواء فوق الزعانف المدمجة في وجه المفتاح ، قم بإزالة الحرارة.

بالتعاون مع الشركاء الذين لن يذكروا ، بدأ XMEMS في استكشاف كيفية تدفق الهواء عبر جهاز الإرسال والاستقبال. هذه الأجزاء تستهلك 18 واط أو أكثر. ولكن من خلال وضع رقاقة MEMS للشركة داخل قناة تدفق الهواء متصلة حرارياً برقائق الإرسال والاستقبال ولكنها معزولة جسديًا منها ، تتوقع الشركة أنها ستتمكن من إسقاط درجة حرارة DSP بأكثر من 15 في المائة.

يقول صاحب المنازل إن XMEMS تصنع رقائق MEMS النموذجية في منشأة التقييم النانوي في ستانفورد ، لكنها ستحصل على أول سيليكون إنتاج من TSMC في يونيو. تتوقع الشركة أن تكون في الإنتاج الكامل في الربع الأول من عام 2026. “هذا يتوافق بشكل جيد مع عملائنا الأوائل” ، كما يقول.

شحنات جهاز الإرسال والاستقبال تنمو بسرعة ، وفقا لمجموعة Dell’oro. يتنبأ محلل السوق بأن شحنات 800 جيجابت في الثانية و 1.6 تيرابيت في الأجزاء الثانية ستنمو بأكثر من 35 في المائة سنويًا حتى عام 2028. الابتكارات الأخرى في الاتصالات البصرية التي يمكن أن تؤثر على الحرارة والقوة هي أيضًا في المستقبل. في شهر مارس ، كشفت Broadcom عن DSP جديد يمكن أن يؤدي إلى تخفيض الطاقة بأكثر من 20 في المائة لجهاز الإرسال والاستقبال 1.6 TBPS ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى استخدام عملية تصنيع الرقائق الأكثر تقوية. قامت الشركة الأخيرة و NVIDIA ، بشكل منفصل ، بتطوير مفاتيح الشبكة التي تتخلص من أجهزة الإرسال والاستقبال القابلة للتجميع تمامًا. تقوم هذه “البصريات المعبأة” الجديدة بالتحويل البصري/الإلكتروني على السيليكون داخل حزمة Switch Chip.

لكن تارتر ، الذي كان يعمل على رقائق التبريد منذ الثمانينيات ، يتوقع أنه سيكون هناك المزيد من التطبيقات داخل وخارج مركز البيانات لشراء MEMS. يقول: “نحن نتعلم الكثير عن التطبيقات”. “لقد توصلت إلى 20 أو 30 تطبيقًا أساسيًا لذلك ، ونأمل أن يلهم المصممين أن يقولوا” أوه ، هكذا يمكنني استخدام هذا في نظامي. “