AI चश्मों और डेटा सेंटर हार्डवेयर के लिए सॉलिड-स्टेट कूलिंग चिप्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन xMEMS ने शुरू किया

चश्मे या स्मार्टफोन में अधिक AI प्रोसेसिंग क्षमता जोड़ने पर ऐसी समस्या पैदा होती है, जिसे केवल तेज़ सिलिकॉन से हल नहीं किया जा सकता: गर्मी को कहीं न कहीं निकलना होगा। xMEMS Labs अपनी सॉलिड-स्टेट माइक्रो-कूलिंग तकनीक का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू कर रही है। इसका लक्ष्य ऐसे उपकरण हैं जो पारंपरिक पंखे के लिए बहुत पतले हैं, साथ ही डेटा सेंटर के ऐसे छोटे घटक हैं जिन्हें गर्मी के केंद्र के पास हवा के प्रवाह की ज़रूरत होती है।

सांता क्लारा की कंपनी का कहना है कि उसने अपने XMC-2400 and XMC-4800 µCooling chips का उत्पादन शुरू कर दिया है। XMC-2400 वाले पहले व्यावसायिक उत्पाद 2027 की शुरुआत में आने की उम्मीद है। इससे विनिर्माण के इस पड़ाव और उपभोक्ताओं के लिए उपलब्धता के बीच का अंतर स्पष्ट होता है: किसी घटक का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू होने का मतलब यह नहीं कि उससे बना फ़ोन, हेडसेट या स्टोरेज डिवाइस पहले से बिक्री के लिए उपलब्ध है।

ये दोनों चिप अलग-अलग तापीय आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। XMC-2400 को AI और XR चश्मों तथा निजी SSD जैसे छोटे एज उपकरणों के लिए बनाया गया है। XMC-4800 अधिक हवा प्रवाहित करती है और इसे स्मार्टफोन, एंटरप्राइज़ SSD तथा डेटा सेंटर के अन्य कम-शक्ति वाले उपतंत्रों के लिए तैयार किया गया है।

सॉलिड-स्टेट कूलिंग चिप हवा का प्रवाह कैसे पैदा करती है

यह तकनीक घूमते ब्लेड या बेयरिंग के बिना हवा को एक निश्चित दिशा में प्रवाहित करने के लिए xMEMS के piezoMEMS सेमीकंडक्टर प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करती है। कंपनी के अनुसार, इसका पूरा ढाँचा सिलिकॉन से बना है और यह संकरे माइक्रोचैनलों से हवा प्रवाहित कर सकता है। इसे प्रोसेसर, मेमोरी, स्टोरेज कंट्रोलर और गर्मी पैदा करने वाले अन्य घटकों के पास लगाया जा सकता है।

कंपनी के तकनीकी विवरण में इस प्रक्रिया की अधिक विस्तार से व्याख्या की गई है। सिलिकॉन पर मौजूद पतली पीज़ोइलेक्ट्रिक फ़िल्म अल्ट्रासोनिक आवृत्तियों पर फैलती और सिकुड़ती है। सूक्ष्म झिल्लियाँ और वाल्वों की श्रृंखलाएँ इस गति को हवा के झोंकों में बदलती हैं, जबकि ऊपर या किनारे से हवा निकालने वाले पैकेज प्रवाह को लक्ष्य की ओर निर्देशित करते हैं।

इसलिए “सॉलिड-स्टेट” का अर्थ है कि इसमें पारंपरिक घूमने वाले पंखे का संयोजन नहीं है; इसका मतलब यह नहीं कि इसमें कोई भौतिक गति ही नहीं होती। हवा का प्रवाह छोटी-छोटी कंपन करती संरचनाओं से पैदा होता है। निष्क्रिय सामग्रियों से इसकी तुलना करते समय यह अंतर अहम है: निष्क्रिय सामग्री गर्मी फैलाती हैं, लेकिन हवा को सक्रिय रूप से पंप नहीं करतीं।

उत्पादन संबंधी विनिर्देश क्या बताते हैं

उत्पादन संबंधी जारी दस्तावेज़ में नीचे दिए गए विनिर्देश सूचीबद्ध हैं, जो मौजूदा उत्पाद पृष्ठ से भी मेल खाते हैं। हवा के प्रवाह, प्रतिदाब और बिजली की खपत के आँकड़े विक्रेता द्वारा दिए गए विनिर्देश हैं; अधिकतम मानों को इस गारंटी के रूप में नहीं समझना चाहिए कि हर स्थापित सिस्टम एक साथ इन सभी मानों को हासिल करेगा।

प्रतिदाब इसलिए मायने रखता है क्योंकि किसी छोटे उत्पाद के भीतर हवा को सीमित रास्ते से होकर गुज़रना पड़ सकता है। केवल हवा के प्रवाह का आँकड़ा यह नहीं बताता कि चिप को चैनलों, वेंट और आसपास के हार्डवेयर के साथ जोड़ने के बाद गर्मी के केंद्र तक कितनी हवा पहुँचती है। ठंडा करने का कुल परिणाम सिस्टम के इसी डिज़ाइन पर निर्भर करता है।

xMEMS का कहना है कि चश्मों, स्मार्टफोन और SSD पर किए गए परीक्षणों में ग्राहकों ने चिप और सिस्टम, दोनों स्तरों पर तापमान में 10–25°C की कमी हासिल की है। घोषणा में उपकरणों की पहचान नहीं बताई गई है और न ही परीक्षण की कोई समान कार्यविधि दी गई है। इसलिए इन आँकड़ों को रिपोर्ट किए गए परिणामों के उदाहरण मानना चाहिए, न कि तापमान में होने वाली ऐसी कमी की सार्वभौमिक अपेक्षा, जो हर जगह लागू हो।

एज AI के लिए लगातार प्रदर्शन क्यों अहम है

बेंचमार्क के छोटे, तेज़ परीक्षण और लंबे समय तक चलने वाले काम अलग-अलग अनुभव दे सकते हैं। कोई उपकरण कुछ समय के लिए कठिन मॉडल को तेज़ गति से चला सकता है, लेकिन गर्मी जमा होने पर प्रोसेसर की क्लॉक गति घटा सकता है। लगातार विज़न प्रोसेसिंग या रियल-टाइम सहायता जैसे अनुप्रयोगों में, समय के साथ प्रदर्शन बनाए रखना अधिकतम स्कोर से ज़्यादा अहम हो सकता है।

एज AI के तापीय प्रबंधन पर अपने श्वेतपत्र में xMEMS का तर्क है कि स्मार्टफोन, SSD और AI चश्मों की एक साझा सीमा है: ऐसे आवरणों में कंप्यूटिंग क्षमता का घनत्व बढ़ रहा है, जहाँ कूलिंग के लिए बहुत कम जगह बचती है। कंपनी मौजूदा तापीय संरचनाओं के साथ स्थानीय संवहन जोड़ने के एक तरीके के रूप में सक्रिय माइक्रो-कूलिंग को प्रस्तुत करती है।

सक्रिय कूलिंग में भी बिजली खर्च होती है। इंजीनियरिंग का सवाल यह है कि अतिरिक्त तापीय गुंजाइश से मिलने वाला लाभ उसकी बिजली की ज़रूरत, उसे समाहित करने के लिए आवश्यक जगह और लागत को उचित ठहराने के लिए पर्याप्त है या नहीं। चश्मों के मामले में डिज़ाइन में यह भी ध्यान रखना होगा कि गर्मी पहनने वाले के पास की सतहों तक कैसे पहुँचती है; प्रोसेसर के पास हवा चलने भर से यह साबित नहीं होता कि तैयार उत्पाद पहनने में आरामदायक होगा।

डेटा सेंटर हार्डवेयर के भीतर लक्षित कूलिंग

डेटा सेंटर में इसका उपयोग पूरे AI रैक को ठंडा करने से कहीं अधिक विशिष्ट है। xMEMS ने SSD, लेज़र मॉड्यूल, मेमोरी, रीटाइमर और अन्य सबसिस्टम को लक्षित क्षेत्रों के रूप में पहचाना है, जहाँ स्थानीयकृत वायु प्रवाह उपयोगी हो सकता है। इसके उत्पादन संबंधी ऐलान में बताया गया है कि इन घटकों को लाभ हो सकता है, भले ही लिक्विड कूलिंग का इस्तेमाल तेज़ी से उच्च-शक्ति वाले CPU और GPU के आसपास केंद्रित हो रहा हो।

इससे यह तकनीक बड़े ताप-प्रबंधन प्रणालियों की संभावित पूरक बन जाती है। स्टोरेज कंट्रोलर के पास लगा छोटा एयर पंप, बड़े एक्सेलरेटर से ऊष्मा दूर ले जाने की समस्या से अलग समस्या का समाधान करता है। दोनों में से किसी भी तरीके की सफलता इस बात पर निर्भर करती है कि ऐसा मार्ग हो जो अंततः घटक से ऊष्मा बाहर निकालकर आसपास की कूलिंग प्रणाली तक पहुँचाए।

प्रदर्शनों से लेकर विनिर्माण योग्य उत्पादों तक

xMEMS ने पहली बार 2024 में XMC-2400 पेश किया। उत्पादन की घोषणा से पहले कुछ समय तक नमूने दिए गए और प्रदर्शन किए गए। यह घोषणा कंपनी के व्यापक पोर्टफ़ोलियो के साथ भी जुड़ी है, जिसमें छोटे स्मार्ट-ग्लास घटकों के लिए XMC-1200 शामिल है। xMEMS की सूक्ष्म कूलिंग तकनीक की हमारी पिछली कवरेज में उस अलग उत्पाद के लॉन्च की पड़ताल की गई थी।

xMEMS की थर्मल मैनेजमेंट बिज़नेस यूनिट के उपाध्यक्ष और महाप्रबंधक Mike Housholder बड़े पैमाने पर उत्पादन को ग्राहकों की माँग को व्यापक स्तर पर पूरा करने की दिशा में एक कदम बताते हैं। कंपनी अपने सिलिकॉन आर्किटेक्चर को एज AI प्रोसेसरों के साथ एक ही पैकेज में लगाए जाने वाले ताप-प्रबंधन समाधानों का संभावित भावी रास्ता भी बताती है। यह विकास की एक दिशा है, न कि इस घोषणा से स्थापित कोई उत्पाद क्षमता।

आगे उपयोगी प्रमाण तैयार प्रणालियों से मिलेंगे: निरंतर प्रदर्शन, सतह का तापमान, बैटरी पर प्रभाव, विश्वसनीयता और विनिर्माण उपज। उत्पादन शुरू होने से सूक्ष्म-कूलिंग घटक के प्रदर्शन से आगे बढ़ती है। AI पहनने योग्य उपकरणों और कॉम्पैक्ट स्टोरेज की व्यावहारिक सीमाओं में इससे बदलाव आएगा या नहीं, यह तब अधिक स्पष्ट होगा जब ग्राहक एकीकृत उत्पाद बाज़ार में लाएँगे।