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von Lorenz Keller
Microsoft will Prozessoren von innen kühlen
24-9-2025
Microsoft arbeitet schon länger an einer Technologie, die das Kühlproblem von Recheneinheiten elegant lösen könnte: Mikrofluidik direkt in den Prozessoren. Das Unternehmen vermeldet nun einen Durchbruch.
Die aktuellen KI-Beschleuniger und High-End-Prozessoren stossen an ihre thermischen Grenzen. Während die Rechenleistung steigt, bleiben die Kühlmethoden weitgehend unverändert – ein Problem, das Microsoft nun von innen heraus angehen will.
Das Unternehmen entwickelt gemeinsam mit dem Schweizer Startup Corintis winzige Kühlkanäle, die direkt in die Chips integriert werden. Diese Mikrokanäle sind nur etwa 100 Mikrometer breit und transportieren Kühlflüssigkeit direkt zu den heissesten Stellen des Prozessors. Nun konnte das Unternehmen erstmals einen so gekühlten Chip entwickeln, der auch funktioniert.
Mikrofluidik in Kürze
Die Idee ist ebenso genial wie komplex. Statt einen klobigen Kühlkörper auf den Chip zu schnallen, werden mikroskopisch feine Kanäle, dünner als ein menschliches Haar, direkt auf die Rückseite des Silizium-Dies, also des nackten Prozessor-Kerns, gefräst.
Durch diese Mikrokanäle wird eine Kühlflüssigkeit gepumpt. Der Clou dabei ist die sogenannte Zweiphasenkühlung: Die Flüssigkeit nimmt die extreme Hitze des Chips auf, verdampft sofort und transportiert die Wärme in Form von Dampf ab. An anderer Stelle im Kreislauf kondensiert der Dampf wieder zu Flüssigkeit und der Zyklus beginnt von vorn. Dieser Prozess ist um ein Vielfaches effektiver als das blosse Erwärmen von Wasser und dessen Runterkühlen mit Luft in einem Radiator.
Quelle: Microsoft / Dan DeLong
Grosses Potenzial
Das Potenzial dieser Technologie ist gewaltig. Laut Microsoft könnten so gekühlte CPUs und GPUs eine bis zu dreimal höhere Leistung erzielen, da sie nicht mehr durch Überhitzung ausgebremst werden. Die Kühlung ist so effizient, dass sie über 1000 Watt pro Quadratzentimeter abführen kann – ein Wert, von dem wir bei heutigen Systemen nur träumen können. Zum Vergleich: Be Quiet gibt etwa beim Dark Rock Pro 5 eine Kühlleistung von 270 Watt an – auf einer viel grösseren Fläche.
Das eröffnet völlig neue Möglichkeiten für das Chip-Design. Prozessoren könnten viel dichter gebaut oder sogar übereinandergestapelt werden – ohne Hitzekollaps. Für Rechenzentren bedeutet das nicht nur mehr Leistung auf weniger Raum, sondern auch eine massive Einsparung bei Energie und Wasser, die heute für die Kühlung ganzer Server-Farmen benötigt werden.
Ungeklärte Fragen
Doch bevor wir von flüssigkeitsgekühlten Prozessoren in unseren Gaming-PCs träumen dürfen, gilt es noch einige Hürden zu nehmen. Denn die Herstellung ist enorm komplex. Die Kühlkanäle müssen mit höchster Präzision auf den extrem zerbrechlichen Silizium-Die gefräst werden. Ein winziger Fehler bei diesem Prozess und der teure Chip ist nur noch Elektroschrott.
Weitere Fragen, etwa wie sich die winzigen Kühlkanäle auf die Chip-Struktur auswirken und inwiefern sie die Herstellung verteuern, sind auch noch offen. Besonders kritisch: Was passiert, wenn die Mikrokanäle verstopfen? Bei herkömmlichen Wasserkühlungen lassen sich Blockaden noch beheben – bei integrierten Kanälen würde das vermutlich das Ende des gesamten Chips bedeuten.
Die Mikrofluidik könnte durchaus die Zukunft der Prozessorkühlung werden – wenn die offenen Fragen geklärt werden können. Bis dahin kühlen wir unsere Chips weiter auf konventionelle Weise.
Titelbild: Microsoft
Kevin Hofer
Senior Editor
kevin.hofer@digitecgalaxus.chTechnologie und Gesellschaft faszinieren mich. Die beiden zu kombinieren und aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu betrachten, ist meine Leidenschaft.
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