La inteligencia artificial está transformando todos los sectores, desde la medicina hasta la educación, pero esa revolución digital tiene un costo físico: el calor. A medida que los chips se vuelven más potentes, también generan más calor, y eso supone un reto serio para los centros de datos donde residen estos procesadores.
Los chips de IA modernos, especialmente las GPU, producen una cantidad de calor muy superior a generaciones anteriores. Esto pone en jaque a las tecnologías tradicionales de refrigeración, como los cold plates (placas frías), que ya muestran signos de quedar obsoletas frente al creciente ritmo de procesamiento y consumo energético. Según Microsoft, en cinco años podría alcanzarse un límite crítico si no se adoptan nuevos métodos de disipación térmica.
Microfluídica: llevando el líquido al corazón del chip
Para enfrentar este reto, Microsoft ha apostado por una tecnología llamada microfluídica, una técnica que permite hacer fluir líquido refrigerante directamente a través del chip de silicio. En lugar de enfriar desde fuera, como lo hacen las placas frías, este sistema lleva el refrigerante al lugar exacto donde se genera el calor, permitiendo una eliminación térmica hasta tres veces más eficiente.
El proceso consiste en grabar pequeños canales, del tamaño de un cabello humano, en la parte posterior del chip. Estos canales permiten que el líquido fluya en contacto directo con el silicio caliente. Esta cercanía reduce la temperatura interna de los chips hasta en un 65%, dependiendo del tipo de carga de trabajo y configuración.
Inteligencia artificial que enfría
La innovación no se limita al diseño físico. Microsoft también ha incorporado modelos de IA para identificar los «puntos calientes» dentro del chip. Esto permite dirigir el flujo de refrigerante con precisión, enfocándose solo en las áreas que realmente lo necesitan. Es como tener un sistema de climatización que solo enciende el aire acondicionado en las habitaciones más calurosas de una casa, en lugar de enfriar todo el edificio innecesariamente.
En colaboración con la startup suiza Corintis, Microsoft también probó diseños bioinspirados para estos canales. En lugar de líneas rectas, se usaron patrones que imitan las venas de una hoja o las alas de una mariposa, estructuras que la naturaleza ha perfeccionado para distribuir líquidos de forma eficiente.
Diseño, confiabilidad y sostenibilidad
Una tecnología tan prometedora también requiere superar barreras de ingeniería. Los canales deben tener la profundidad exacta: demasiado profundos y el silicio se debilita; demasiado superficiales y el refrigerante no circula bien. Microsoft ha producido varias iteraciones de diseño en el último año, perfeccionando cada detalle para asegurar una solución fiable, duradera y libre de fugas.
No solo se trata de enfriar mejor. Esta tecnología podría reducir los costos operativos, al disminuir la necesidad de enfriamiento externo, y mejorar el índice de eficiencia energética (PUE), métrica clave para evaluar la sostenibilidad de los centros de datos. Como efecto colateral, la menor dependencia de energía para refrigeración alivia la carga sobre las redes eléctricas de las comunidades cercanas.
El impacto en los servicios de IA cotidianos
Tomemos como ejemplo una simple llamada por Microsoft Teams. Aunque parece un proceso simple, involucra múltiples servicios funcionando en paralelo: conexión, almacenamiento de chats, mezcla de audio, grabación, transcripción, entre otros. Cada uno genera calor en diferentes partes del servidor.
Durante los picos de uso, como al inicio de una reunión, los servidores se estresan y producen más calor. Sin una refrigeración adecuada, se limita la posibilidad de «overclocking», una técnica para hacer funcionar el chip a mayor velocidad de la normal. La microfluídica permitiría hacer esto sin miedo a dañar los componentes por exceso de temperatura.
Un catalizador para nuevas arquitecturas
El avance en refrigeración no solo mejora lo existente, sino que también abre la puerta a nuevas formas de diseñar chips, como los chips en 3D. Apilar chips, como pisos en un edificio, permite reducir la latencia entre ellos, pero también aumenta la generación de calor en espacios muy reducidos.
Con microfluídica, será posible introducir refrigerante entre estas capas, usando diseños como columnas por las que circula el líquido, parecido a los pilares de un estacionamiento de varios niveles. Esta capacidad podría transformar la manera en que se diseñan los chips del futuro, permitiendo más potencia en menos espacio.
El enfoque integral de Microsoft
El desarrollo de esta tecnología se enmarca dentro de una estrategia más amplia de Microsoft para optimizar toda su infraestructura de nube. La empresa está invirtiendo más de 30.000 millones de dólares en mejoras de infraestructura, incluyendo sus chips Cobalt y Maia, y su arquitectura de centros de datos.
Microsoft no busca quedarse sola en esta carrera. Su objetivo es que la microfluídica se convierta en un estándar adoptado por toda la industria, promoviendo mejoras colectivas en eficiencia, sostenibilidad y rendimiento. Cuanto más extendida esté esta tecnología, más rápido avanzará y mejores serán sus resultados para todos los usuarios de servicios basados en la nube.
