xMEMS începe producția în masă a cipurilor de răcire în stare solidă pentru ochelari cu IA și echipamente pentru centre de date

Integrarea unui număr mai mare de funcții de procesare IA într-o pereche de ochelari sau într-un smartphone creează o problemă pe care nici siliciul mai rapid nu o poate rezolva: căldura trebuie disipată. xMEMS Labs trece la producția în masă a tehnologiei sale de micro-răcire în stare solidă, destinată dispozitivelor prea subțiri pentru un ventilator convențional și componentelor mici din centrele de date care au nevoie de un flux de aer în apropierea unui punct fierbinte.

Compania din Santa Clara anunță că a început producția cipurilor sale XMC-2400 și XMC-4800 µCooling. Primele produse comerciale care vor include XMC-2400 sunt așteptate la începutul anului 2027. Astfel, momentul de referință în producție este distinct de disponibilitatea pentru consumatori: producția în masă a unei componente nu înseamnă că un telefon, o cască sau un dispozitiv de stocare finit este deja în vânzare.

Cele două cipuri răspund unor cerințe termice diferite. XMC-2400 este destinat dispozitivelor compacte de margine, inclusiv ochelarilor cu IA și XR și SSD-urilor personale. XMC-4800 asigură un flux de aer mai mare pentru smartphone-uri, SSD-uri pentru companii și alte subsisteme cu consum redus de energie din centrele de date.

Cum deplasează aerul un cip de răcire în stare solidă

Tehnologia folosește platforma semiconductoare piezoMEMS de la xMEMS pentru a genera un flux de aer direcționat, fără palete rotative sau rulmenți. Compania descrie o arhitectură integrală din siliciu, capabilă să deplaseze aerul prin microcanale înguste și să fie amplasată în apropierea procesoarelor, memoriei, controlerelor de stocare și altor componente generatoare de căldură.

Prezentarea tehnică a companiei explică mai detaliat mecanismul. Materialul piezoelectric în peliculă subțire depus pe siliciu se dilată și se contractă la frecvențe ultrasonice. Membranele microscopice și ansamblurile de supape transformă această mișcare în impulsuri de aer, iar carcasele cu orificii de evacuare în partea superioară sau laterală direcționează fluxul către țintă.

Prin urmare, „în stare solidă” descrie absența unui ansamblu tradițional de ventilator cu piese rotative, nu absența mișcării fizice. Fluxul de aer este generat de structuri minuscule care vibrează. Această distincție contează când dispozitivul este comparat cu materialele pasive, care răspândesc căldura, dar nu pompează activ aerul.

Ce indică specificațiile de producție

Comunicatul privind producția furnizat enumeră specificațiile de mai jos, care corespund și informațiilor de pe pagina actuală a produsului. Valorile pentru fluxul de aer, contrapresiune și consumul de energie sunt specificații ale producătorului; valorile maxime nu trebuie interpretate ca o garanție că orice sistem în care este instalat cipul le va atinge simultan.

Contrapresiunea este relevantă deoarece aerul dintr-un produs compact poate fi nevoit să străbată un traseu cu rezistență ridicată. O valoare a fluxului de aer, luată separat, nu arată cât aer ajunge la punctul fierbinte după integrarea cipului cu canalele, orificiile de ventilație și componentele din jur. Rezultatul final al răcirii depinde de proiectarea întregului sistem.

xMEMS afirmă că, în urma testelor efectuate pe ochelari, smartphone-uri și SSD-uri, clienții au obținut reduceri de temperatură de 10–25 °C la nivelul cipului și al sistemului. Anunțul nu identifică dispozitivele și nu prezintă o metodologie de testare comună, astfel că aceste valori sunt exemple de rezultate raportate, nu o reducere de temperatură universală la care să se poată aștepta.

De ce contează performanța susținută pentru IA la marginea rețelei

Rezultatele obținute în teste scurte și cele din sarcini de lucru susținute pot fi diferite. Un dispozitiv poate rula pentru scurt timp un model solicitant la viteză mare, apoi poate reduce frecvența procesorului pe măsură ce se acumulează căldura. Pentru aplicații precum procesarea continuă a imaginilor sau asistența în timp real, menținerea performanței în timp poate conta mai mult decât un scor de vârf.

În lucrarea sa despre gestionarea termică a IA la marginea rețelei, xMEMS susține că smartphone-urile, SSD-urile și ochelarii cu IA se confruntă cu aceeași constrângere: creșterea densității de calcul în carcase care lasă puțin spațiu pentru răcire. Compania prezintă micro-răcirea activă drept o modalitate de a adăuga convecție locală, alături de structurile termice existente.

Răcirea activă consumă și energie. Întrebarea pentru proiectare este dacă rezerva termică suplimentară oferă suficiente beneficii pentru a justifica necesarul de energie electrică, spațiul necesar integrării și costul. În cazul ochelarilor, proiectarea trebuie să țină cont și de felul în care căldura ajunge la suprafețele din apropierea persoanei care îi poartă; simplul fapt că aerul este pus în mișcare în apropierea unui procesor nu demonstrează că produsul finit este confortabil.

Răcire direcționată în interiorul echipamentelor pentru centre de date

Aplicația în centrele de date este mai specifică decât răcirea unui întreg rack de AI. xMEMS identifică SSD-urile, modulele laser, memoria, retimerele și alte subsisteme drept ținte pentru fluxul de aer localizat. Anunțul privind lansarea în producție le descrie ca fiind componente care pot beneficia de această soluție, chiar dacă răcirea cu lichid se concentrează tot mai mult în jurul procesoarelor și unităților GPU de mare putere.

Astfel, tehnologia ar putea completa sistemele termice de dimensiuni mai mari. O pompă de aer mică, amplasată lângă un controler de stocare, rezolvă o problemă diferită de cea a evacuării căldurii generate de un accelerator mare. Succesul fiecărei abordări depinde de existența unei căi prin care căldura să fie evacuată, în cele din urmă, din componentă și transferată către sistemul de răcire din jur.

De la demonstrații la produse care pot fi fabricate

xMEMS a prezentat pentru prima dată XMC-2400 în 2024. Anunțul privind intrarea în producție vine după o perioadă de testare cu mostre și demonstrații și se înscrie în portofoliul mai larg al companiei, care include XMC-1200, destinat componentelor mai mici pentru ochelari inteligenți. Materialul nostru anterior despre tehnologia de răcire miniaturală a xMEMS a analizat lansarea acelui produs separat.

Mike Housholder, vicepreședinte și director general al Unității de afaceri pentru gestionarea termică a xMEMS, descrie producția de serie drept un pas către satisfacerea cererii clienților la scară largă. Compania prezintă, de asemenea, arhitectura sa din siliciu drept o posibilă cale de dezvoltare viitoare pentru soluții termice integrate în același pachet cu procesoarele de inteligență artificială de la periferia rețelei. Este o direcție de dezvoltare, nu o funcționalitate a produsului confirmată de acest anunț.

Următoarele dovezi utile vor proveni de la sistemele finite: performanța susținută, temperaturile la suprafață, impactul asupra bateriei, fiabilitatea și randamentul producției. Intrarea în producție duce micro-răcirea dincolo de stadiul unei demonstrații de componentă. Va deveni mai clar dacă aceasta schimbă limitele practice ale dispozitivelor purtabile cu AI și ale stocării compacte, pe măsură ce clienții aduc pe piață produse integrate.