Technologie de mémoire basse consommation cryogénique pour centres de données
L’un des grands défis avec les centres de données est le contrôle de leur consommation énergétique. Ceci est encore accrue par l’utilisation croissante de l’IA.
Des études ont montré que le refroidissement de puces de traitement, gourmandes en énergie, à la température de l’azote liquide, soit environ 77K, entraîne une réduction de la consommation d’énergie d’un rapport sept, mais un peu moins de la moitié de cet avantage est perdu en coûts de refroidissement. Cependant, avec les prix de l’énergie fluctuant, une réduction potentielle de quatre fois attire certainement beaucoup l’attention de l’industrie.
SureCore a développé une technologie qui lui a permis de concevoir des solutions de mémoire pour des applications de calcul quantique qui peuvent fonctionner jusqu’à 4K. Cette technologie est également applicable pour une opération de 77K. Comme les puces de serveur et les processeurs d’IA intègrent de grandes quantités de SRAM, la migration vers la mémoire cryogénique à faible consommation de sureCore pourrait aider les centres de données à fonctionner plus frais en réduisant la dissipation de puissance de la SRAM avec l’avantage supplémentaire de réduire considérablement la charge de refroidissement.
Paul Wells, PDG de sureCore, a expliqué : « Dans le cadre d’un projet financé par InnovateUK, nous avons travaillé en étroite collaboration avec notre partenaire Semiwise qui a développé des modèles SPICE de transistors cryogéniques. Ceux-ci nous ont permis de porter et d’ajuster notre technologie de mémoire à faible consommation pour fonctionner à des températures jusqu’à 4K. L’objectif n’était pas seulement de développer une mémoire pour le fonctionnement cryogénique, mais aussi d’exploiter nos techniques d’économie d’énergie afin de minimiser la charge thermique dans le cryostat. Pour un centre de données fonctionnant à 77K, des défis similaires s’appliquent et, en économisant jusqu’à 50% de la puissance de la mémoire, une réduction significative de la dissipation thermique est possible avec des effets d’entraînement pour le budget de puissance de refroidissement. »
Le professeur Asen Asenov, PDG de SemiWise, a ajouté : « La clé pour permettre avec succès la révolution de l’IA est la disponibilité d’un accès à des modèles SPICE de transistors cryogéniques précis. Cela permettra aux développeurs d’IP de créer des suites d’IP afin que les développeurs de SoC puissent créer la prochaine génération de puces de serveur d’IA. SemiWise a développé une technologie unique pour concevoir des modèles SPICE cryogéniques de force PDK basés sur un ensemble limité de mesures cryogéniques complétées par des simulations TCAD. »
sureCore a exploité ses compétences de conception de mémoire à ultra-faible consommation de pointe pour créer une mémoire d’accès aléatoire statique (SRAM) intégrée, un bloc de construction essentiel pour tout sous-système numérique, capable de fonctionner de 77K (-196°C) jusqu’aux températures proches de zéro absolu nécessaires par les ordinateurs quantiques (QCs).
De plus, les bibliothèques de cellules standard et de cellules d’E/S ont été re-caractérisées pour fonctionner à des températures cryogéniques, permettant ainsi d’adopter facilement un flux de conception physique standard RTL à GDSII. La gamme CryoMem de sureCore fait partie d’un projet Innovate UK que sureCore dirige avec des puces de test bientôt évaluées à des températures cryo.
Wells a conclu : « Nous sommes très excité qu’un nouveau domaine d’application se soit ouvert pour nos technologies de mémoire à ultra-faible consommation. Les centres de données ont un problème de chaleur et nous pouvons potentiellement fournir une solution. »
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