xMEMS Memulai Produksi Massal Chip Pendingin Solid-State untuk Kacamata AI dan Perangkat Keras Pusat Data

Menambahkan lebih banyak pemrosesan AI ke dalam kacamata atau ponsel pintar menimbulkan masalah yang tak bisa diatasi hanya dengan silikon yang lebih cepat: panas harus disalurkan ke suatu tempat. xMEMS Labs mulai memproduksi massal teknologi pendingin mikro solid-state-nya, yang ditujukan untuk perangkat yang terlalu tipis untuk kipas konvensional dan komponen pusat data berukuran kecil yang membutuhkan aliran udara di dekat titik panas.

Perusahaan yang berbasis di Santa Clara itu menyatakan bahwa produksi chip µCooling XMC-2400 dan XMC-4800 telah dimulai. Produk komersial pertama yang menggunakan XMC-2400 diperkirakan hadir pada awal 2027. Ini membedakan pencapaian manufaktur dari ketersediaan bagi konsumen: produksi massal suatu komponen bukan berarti ponsel, headset, atau perangkat penyimpanan jadi sudah dijual.

Kedua chip tersebut dirancang untuk kebutuhan termal yang berbeda. XMC-2400 ditujukan bagi perangkat edge yang ringkas, termasuk kacamata AI dan XR serta SSD pribadi. XMC-4800 menghasilkan aliran udara yang lebih besar untuk ponsel pintar, SSD perusahaan, dan subsistem pusat data berdaya lebih rendah lainnya.

Cara chip pendingin solid-state mengalirkan udara

Teknologi ini menggunakan platform semikonduktor piezoMEMS milik xMEMS untuk menghasilkan aliran udara terarah tanpa bilah atau bantalan yang berputar. Perusahaan itu menjelaskan bahwa arsitektur berbahan silikon sepenuhnya ini dapat mengalirkan udara melalui saluran mikro yang sempit dan ditempatkan di dekat prosesor, memori, penyimpanan, pengendali penyimpanan, serta komponen lain yang menghasilkan panas.

Ikhtisar teknis perusahaan menjelaskan mekanisme ini secara lebih terperinci. Material piezoelektrik film tipis pada silikon mengembang dan menyusut pada frekuensi ultrasonik. Membran mikroskopis dan rangkaian katup mengubah gerakan itu menjadi denyut udara, sementara kemasan dengan ventilasi di bagian atas atau samping mengarahkan aliran ke sasaran.

Karena itu, istilah “solid-state” menjelaskan tidak adanya rakitan kipas konvensional yang berputar, bukan tidak adanya gerakan fisik. Aliran udara dihasilkan oleh struktur kecil yang bergetar. Perbedaan ini penting saat membandingkan perangkat tersebut dengan material pasif, yang menyebarkan panas tetapi tidak secara aktif memompa udara.

Spesifikasi produksi yang disebutkan

Rilis produksi yang disediakan mencantumkan spesifikasi berikut, yang juga sesuai dengan halaman produk saat ini. Angka aliran udara, tekanan balik, dan daya merupakan spesifikasi dari vendor; nilai maksimum tidak boleh dianggap sebagai jaminan bahwa setiap sistem yang dipasangi chip ini akan mencapainya secara bersamaan.

Tekanan balik penting karena udara di dalam produk ringkas mungkin harus melewati jalur yang sempit. Angka aliran udara saja tidak menjelaskan seberapa banyak udara yang mencapai titik panas setelah chip dipadukan dengan saluran, ventilasi, dan perangkat keras di sekitarnya. Hasil pendinginan secara keseluruhan bergantung pada rancangan sistem tersebut.

xMEMS melaporkan bahwa dalam pengujian pada kacamata, ponsel pintar, dan SSD, pelanggan berhasil menurunkan suhu pada tingkat chip dan sistem sebesar 10–25°C. Pengumuman tersebut tidak menyebutkan perangkat yang diuji atau memberikan metodologi pengujian yang seragam, sehingga angka-angka itu merupakan contoh hasil yang dilaporkan, bukan penurunan suhu yang dapat diharapkan secara universal.

Mengapa performa berkelanjutan penting bagi AI edge

Uji tolok ukur singkat dan beban kerja berkelanjutan dapat memberikan pengalaman yang berbeda. Perangkat mungkin mampu menjalankan model berat dengan kecepatan tinggi untuk sesaat, lalu menurunkan frekuensi prosesor saat panas menumpuk. Untuk aplikasi seperti pemrosesan visual berkelanjutan atau bantuan waktu nyata, mempertahankan performa dari waktu ke waktu bisa lebih penting daripada meraih skor puncak.

Dalam makalah teknis tentang pengelolaan termal AI edge, xMEMS berpendapat bahwa ponsel pintar, SSD, dan kacamata AI menghadapi kendala yang sama: kepadatan komputasi meningkat di dalam wadah yang hanya menyisakan sedikit ruang untuk pendinginan. Perusahaan itu memosisikan pendinginan mikro aktif sebagai cara untuk menambahkan konveksi lokal di samping struktur termal yang sudah ada.

Pendinginan aktif juga mengonsumsi daya. Pertanyaan rekayasanya adalah apakah tambahan kapasitas termal memberikan manfaat yang cukup untuk membenarkan kebutuhan listrik, ruang integrasi, dan biayanya. Untuk kacamata, rancangan juga harus mempertimbangkan bagaimana panas mencapai permukaan yang berada di dekat pemakainya; mengalirkan udara di dekat prosesor saja tidak membuktikan bahwa produk jadi akan nyaman digunakan.

Pendinginan terarah di dalam perangkat keras pusat data

Penerapan di pusat data ini lebih spesifik daripada mendinginkan seluruh rak AI. xMEMS menyebut SSD, modul laser, memori, retimer, dan subsistem lain sebagai sasaran aliran udara terarah. Pengumuman produksinya menjelaskan bahwa komponen-komponen ini dapat memperoleh manfaat, bahkan ketika pendinginan cair semakin terpusat pada CPU dan GPU berdaya tinggi.

Teknologi ini berpotensi melengkapi sistem termal yang lebih besar. Pompa udara kecil di dekat pengendali penyimpanan menangani persoalan yang berbeda dari pemindahan panas dari akselerator besar. Keberhasilan kedua pendekatan bergantung pada jalur yang pada akhirnya mengalirkan panas keluar dari komponen dan ke sistem pendingin di sekitarnya.

Dari demonstrasi menuju produk yang siap diproduksi

xMEMS pertama kali memperkenalkan XMC-2400 pada 2024. Pengumuman produksi ini menyusul periode pengambilan sampel dan demonstrasi, serta melengkapi portofolio produknya yang lebih luas, termasuk XMC-1200 untuk komponen kacamata pintar yang lebih kecil. Ulasan kami sebelumnya tentang teknologi pendingin miniatur xMEMS membahas peluncuran produk terpisah tersebut.

Mike Housholder, wakil presiden dan manajer umum Unit Bisnis Manajemen Termal xMEMS, menyebut produksi massal sebagai langkah untuk memenuhi permintaan pelanggan dalam skala besar. Perusahaan ini juga memandang arsitektur silikonnya sebagai kemungkinan jalur di masa depan menuju solusi termal yang dikemas bersama prosesor AI di edge. Ini merupakan arah pengembangan, bukan kemampuan produk yang dipastikan oleh pengumuman ini.

Bukti berguna berikutnya akan terlihat pada sistem jadi: kinerja berkelanjutan, suhu permukaan, dampak terhadap baterai, keandalan, dan hasil produksi. Dimulainya produksi membawa pendinginan mikro melampaui tahap demonstrasi komponen. Apakah teknologi ini mengubah batas praktis perangkat AI yang dapat dikenakan dan penyimpanan ringkas akan semakin jelas saat pelanggan membawa produk terintegrasi ke pasar.