Cercetătorii au dezvoltat un cip hibrid piezoelectric cu o eficiență de conversie a energiei de 96,2% pentru GPU

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google

Urmărește-ne in Discover

O echipă de cercetători de la Universitatea California din San Diego a prezentat un nou tip de cip destinat îmbunătățirii eficienței energetice a GPU-urilor utilizate în centrele de date.

Potrivit studiului publicat în revista Nature Communications, soluția propusă ar putea reduce pierderile de energie în infrastructurile dedicate inteligenței artificiale și calculului de înaltă performanță.

Consumul energetic al centrelor de date pune presiune pe industrie

Creșterea accelerată a aplicațiilor AI și a serverelor specializate a dus la o majorare semnificativă a consumului de energie în centrele de date. Una dintre cele mai importante provocări rămâne conversia eficientă a energiei electrice de la tensiuni ridicate către nivelurile foarte mici necesare procesoarelor grafice moderne.

În mod obișnuit, centrele de date distribuie energia la 48 de volți, în timp ce GPU-urile funcționează la tensiuni cuprinse între 1 și 5 volți. Conversia acestor valori fără pierderi importante de energie reprezintă o problemă tehnică dificilă.

O alternativă la componentele magnetice tradiționale

Sistemele actuale folosesc în principal convertoare bazate pe componente magnetice, precum inductoarele. Cercetătorii consideră însă că această tehnologie se apropie de limitele sale de performanță.

Noua abordare propune înlocuirea componentelor magnetice cu rezonatoare piezoelectrice, care transferă energia prin vibrații mecanice. În teorie, aceste componente permit o densitate energetică mai mare, dimensiuni mai reduse și o eficiență superioară.

Totuși, generațiile anterioare de convertoare piezoelectrice au întâmpinat dificultăți în menținerea unui randament ridicat atunci când era necesară o reducere mare a tensiunii.

Arhitectură hibridă pentru reducerea pierderilor

Pentru a depăși aceste limitări, echipa americană a dezvoltat o arhitectură hibridă care combină rezonatoarele piezoelectrice cu condensatori comerciali de mici dimensiuni.

Această configurație permite distribuirea fluxului energetic pe mai multe trasee, ceea ce reduce pierderile și diminuează solicitarea componentelor piezoelectrice.

În testele de laborator, prototipul a reușit să reducă tensiunea de la 48V la 4,8V și să atingă o eficiență maximă de 96,2%. De asemenea, cipul a oferit un curent de ieșire de aproximativ cinci ori mai mare comparativ cu soluțiile piezoelectrice anterioare, fără o creștere semnificativă a dimensiunii.

Tehnologia se află încă în fază experimentală

Cercetătorii subliniază că tehnologia care stă la baza acestui nou cip hibrid nu este pregătită pentru utilizare comercială și nu poate înlocui deocamdată soluțiile clasice de alimentare.

Etapele următoare vor include îmbunătățirea materialelor, optimizarea circuitelor și dezvoltarea unor metode noi de integrare pe plăcile electronice. Deoarece rezonatoarele piezoelectrice produc vibrații în timpul funcționării, acestea nu pot fi montate prin metode convenționale de lipire, ceea ce complică procesul de producție al noului cip.

Cu toate acestea, rezultatele obținute indică o posibilă direcție viitoare pentru alimentarea GPU-urilor din centrele de date, într-un moment în care consumul energetic al infrastructurilor AI devine o preocupare tot mai importantă pentru industrie.