Quandu i prucessori di l'escriptori anu prima rottu 1 GHz, per un tempu pareva chì ùn ci era micca induve andà. À u principiu, era pussibule di aumentà a freccia per via di novi prucessi tecnichi, ma u prugressu di frequenze eventualmente rallintatu per via di e crescente esigenze per a rimozione di u calore. Ancu i radiatori massivi è i fanali à volte ùn anu micca tempu per sguassà u calore da i chips più putenti.
I circadori di Svizzera anu decisu di pruvà passendu u liquidu à traversu u cristallu stessu. Hanu cuncepitu u chip è u sistema di rinfrescante cum'è una sola unità, cù canali di fluidu in chip situati vicinu à e parti più calde di u chip. U risultatu hè un aumentu impressiunanti di u rendiment cù una dissipazione efficace di u calore.
A parte di u prublema di sguassà u calore da un chip hè chì generalmente implica parechje tappe: u calore hè trasferitu da u chip à l'imballu di chip, dopu da l'imballu à u dissipatore di calore, è dopu à l'aria (pasta termale, camere di vapore, etc. . pò ancu esse implicatu in u prucessu In più). In totale, questu limita a quantità di calore chì pò esse eliminata da u chip. Questu hè ancu veru per i sistemi di raffreddamentu di liquidu attualmente in usu. Puderia esse pussibile u chip direttamente in un liquidu cunduttivu termale, ma l'ultime ùn deve micca cunduce l'electricità o entra in reazzione chimica cù cumpunenti elettroni.
Ci hè digià statu parechje manifestazioni di cooling liquid in chip. Di solitu parlemu di un sistema in quale un dispositivu cù un inseme di canali per u liquidu hè fusionatu nantu à un cristallu, è u liquidu stessu hè pompatu per ellu. Questu permette u calore per esse eliminatu in modu efficace da u chip, ma l'implementazioni iniziali anu dimustratu chì ci hè assai pressione in i canali è l'acqua di pumping in questu modu richiede assai energia - più di quellu chì hè sguassatu da u processatore. Questu reduce l'efficienza energetica di u sistema è in più crea un stress meccanicu periculosu nantu à u chip.
A nova ricerca sviluppa idee per migliurà l'efficienza di i sistemi di raffreddamentu in chip. Per una suluzione, ponu esse aduprati sistemi di rinfrescante tridimensionale - microcanale cù un cullettore integratu (microchannels manifold incrustati, EMMC). In elli, una varietà gerarchica tridimensionale hè un cumpunente di un canale chì hà parechji porti per a distribuzione di refrigerante.
I circadori anu sviluppatu un microcanale di manifold monolithically integrated (mMMC) integrendu EMMC direttamente nantu à u chip. I canali hidden sò custruiti ghjustu sottu à i zoni attivi di u chip, è u coolant scorri direttamente sottu à e fonti di calore. Per creà mMMC, prima, i slots stretti per i canali sò incisi nantu à un sustrato di siliciu revestitu cù un semiconductor-nitruru di gallu (GaN); poi l'incisione cù un gasu isotropicu hè utilizatu per allargà i spazii in u siliciu à a larghezza di u canali necessariu; Dopu questu, i buchi in a capa GaN nantu à i canali sò sigillati cù ramu. U chip pò esse fabbricatu in una capa GaN. Stu prucessu ùn hè micca bisognu di un sistema di cunnessione trà u cullettore è u dispusitivu.
I circadori anu implementatu un modulu elettronicu di putenza chì cunverte a corrente alternata in corrente diretta. Cù u so aiutu, i flussi di calore di più di 1,7 kW / cm2 ponu esse rinfriscati cù una putenza di pumping di solu 0,57 W / cm2. Inoltre, u sistema mostra una efficienza di cunversione assai più altu ch'è un dispositivu simili uncooled per via di a mancanza di autoriscaldamentu.
Tuttavia, ùn deve micca aspittà l'apparizione imminente di chips basati in GaN cù un sistema di rinfrescante integratu - una quantità di prublemi fundamentali anu da esse risolti, cum'è a stabilità di u sistema, i limiti di temperatura, etc. Eppuru, questu hè un passu significativu in avanti versu un futuru più luminoso è più fretu.
Sources:
Source: 3dnews.ru