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Aug 25, 2023

Fabric8Labs verfügt über eine äußerst aufregende Technologie. Ich habe sie tatsächlich in einer Flüssigkeitskühlungs-Serverschulung gezeigt, die ich vor ein paar Wochen zwischen den Dreharbeiten zu einem STH-YouTube-Video vom September 2023 in Kalifornien über Server-Flüssigkeitskühlung absolviert habe. Dies ist eine verrückte coole Technologie, die eine bis zu 35 % bessere Kühlleistung in Kühlplatten mit Flüssigkeitskühlung bieten kann. Die Gyroidformen, die im 3D-Druck aus weit über 99 % Kupfer hergestellt werden, sind so fortschrittlich, dass sie weder CNC-bearbeitet noch mit herkömmlicher additiver Kupferfertigung 3D-gedruckt werden können. Fabric8Labs verfügt über eine Liste von Hyperscale-Unternehmen, die diese Technologie in Betracht ziehen, da sie eine bessere Kühlleistung bietet als relativ einfache Designs, die heute verwendet werden.

Bitte entschuldigen Sie Tippfehler, dies wird live während der letzten Präsentation bei Hot Chips 2023 geschrieben und es war ein langer Tag.

Die Implementierung einer Flüssigkeitskühlung ist teurer als die einer Luftkühlung. Daher wird intensiv daran geforscht, die Investition bei der Umstellung zu maximieren.

Fabric8Labs sagt, dass das Wärmemanagement 40 % des Stromverbrauchs von Rechenzentren verursachen kann und dass Chips immer heißer werden.

Die primäre Methode zur effizienten Wärmeableitung in einem Rechenzentrum ist die Verwendung einer Kühlplatte, nachdem die Zweiphasen-Tauchkühlung aufgrund von Klagen wegen Gesundheitsrisiken in Höhe von mehreren Milliarden Dollar eingestellt wurde. Da wir jetzt Kühlplatten zur Flüssigkeitskühlung verwenden, verwenden die meisten Mikrokanäle mit 100-Mikrometer-Rippen.

Die additive Metallfertigung, die diese Art von Designs ermöglichen kann, kostet im Allgemeinen mehr als gerade Mikrokanäle.

Bei der traditionellen additiven Fertigungsmethode zum Drucken komplexerer Designs werden Pulver verwendet, die vor der Verwendung entfernt werden müssen. Fabric8Labs sagt, dass man bei der elektrochemischen additiven Fertigung keine Pulver verwendet, sodass es in Kühllösungen wie diesen verwendet werden kann.

Mithilfe der additiven Fertigung können komplexere Formen gedruckt werden als einfache Flossen. Dazu gehören sogar Mikrokanäle.

Die Fabric8Labs-Technologie nutzt Elektroabscheidung für eine kostengünstigere additive Fertigung als herkömmliche Methoden und mit einer höheren Auflösung.

Die Teile werden gedruckt, indem man sie von oben herauszieht und dann Voxel-große 30-Mikron-Kupferstücke hinzufügt.

Das Grundkonzept besteht darin, dass diese Kupferkühler in neuen Formen und zu günstigeren Kosten hergestellt werden können.

Das Kupfer dieser Kühlkörper kann mit anderen Metallen verbunden werden.

Sobald man Strukturen mit höherer Auflösung drucken kann, stellt sich die Frage, was man machen soll. Flossen sind gut, aber es gibt auch andere Möglichkeiten. Einige Beispiele sind Gyroidstrukturen. Das Unternehmen hat verschiedene Arten von Strukturen hergestellt, um die Leistung zu testen.

Hier sind zwei gedruckte ECAM-Designs, eines mit 50 % offenem Volumen und eines mit 80 % offenem Volumen.

Wenn Sie jemals etwas in 3D gedruckt haben, ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass es eine Abweichung zwischen dem, was erwartet wurde, und dem, was tatsächlich gedruckt wird, gibt. Hier sehen Sie, wie nahe die 50 % offenen und 80 % offenen Designs gedruckt wurden, was erwartet wurde.

Dies liegt nahe an den Erwartungen.

Hier wird der Testaufbau verwendet, um die tatsächlichen Durchflussraten und die thermische Leistung der Teile zu überprüfen.

Die 80 % waren nicht allzu interessant, da sie dem Mikrokanaldesign ziemlich nahe kamen. Allerdings zeigte der 50 %-Gyroid eine viel bessere Leistung, nämlich 35 %.

Es gibt eine weitere Version, die die 80 %- und 50 %-Strukturen kombiniert. Diese können basierend auf der Strömung im System oder Hotspots auf dem Chip abgestuft werden.

Um einen Kontext zu geben, warum das so spannend ist, denken Sie an neue Chips, die nicht nur ein kleiner, konzentrierter Chip sind, der kontinuierlich Wärme erzeugt. Strukturen können gedruckt werden, um die Kühlung oder Strömungsgeschwindigkeit um bestimmte Teile der Verpackung herum zu erhöhen. Sie können während des Herstellungsprozesses auch mit anderen Metallschichten verbunden werden.

Flüssigkeitskühlung erfordert neue thermische Lösungen und dies ist eine davon.

Dies war eine Präsentation, die als letzte auf der Konferenz stattfand, aber die Leute freuten sich darauf.

Effizientere Kühlplatten mit Flüssigkeitskühlung können dazu beitragen, die Leistung zu steigern und die Kühlkosten zu senken, insbesondere bei Chips der nächsten Generation. Wir nähern uns 500-W-TDP-CPUs, ein Wert, von dem wir erwarten, dass er für eine gewisse Zeit das Ziel sein wird. Auf der Seite der KI-Beschleuniger sehen wir bereits Entwürfe für Beschleuniger mit 1 kW pro Steckdose. Zusammen ergeben zwei CPUs, acht Beschleuniger sowie Netzwerk und Speicher mehr als 10 kW pro Knotensystem. Eine Flüssigkeitskühlung ist erforderlich.

Falls Sie sich fragen, wie schnell dieser Druckvorgang ist: Der aktuelle Prozess druckt vertikal etwa 1–2 mm pro Stunde und 3–4 mm ist ein normales kühleres Design. Bei diesem Verfahren wird Kupfer verwendet, und es wurde eine Frage zu Aluminium gestellt. Für Aluminium würde geschmolzenes Salz verwendet werden, was schwieriger zu realisieren ist und daher in naher Zukunft nicht möglich ist.

Derzeit befindet sich das Unternehmen in der Forschungs- und Entwicklungsphase. Sie planen den Bau einer Pilotanlage Anfang 2024 in San Diego, wären aber bereit, Fabriken gemeinsam anzusiedeln, wenn es sich um einen Großkunden handeln würde.

Nun der Teil, der nicht auf den Folien steht. Die Fabric8Labs-Präsentation endete gegen 18:15 Uhr nach der Frage-und-Antwort-Runde. Am Ende verließ ich kurz vor 19 Uhr den Saal. Als ich hinausging, arbeiteten sich die beiden Fabric8Labs-Vertreter immer noch durch die Horden von Leuten bei Hot Chips, die Visitenkarten austauschen wollten.

Lassen Sie es mich so sagen. Wenn STH Server herstellen würde, würde ich dies für die flüssigkeitsgekühlten Leitungen implementieren, und ich bin gerade dabei, Videos zur Flüssigkeitskühlung zu drehen, die im September und Oktober live gehen werden. Wenn Sie ein STH-Leser sind und nach Servern mit Flüssigkeitskühlung suchen, sind dies die Leute, die ich anrufen würde. Wenn Sie eine Verbindung benötigen, schreiben Sie mir eine Nachricht und ich kann die Kontaktinformationen für Sie besorgen.