ಡೆಸ್ಕ್‌ಟಾಪ್ ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳು ಮೊದಲು 1 GHz ಅನ್ನು ಮುರಿದಾಗ, ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಹೋಗಲು ಎಲ್ಲಿಯೂ ಇಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ. ಮೊದಲಿಗೆ, ಹೊಸ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು, ಆದರೆ ಶಾಖವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಅಗತ್ಯತೆಗಳಿಂದ ಆವರ್ತನಗಳ ಪ್ರಗತಿಯು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ನಿಧಾನವಾಯಿತು. ಬೃಹತ್ ರೇಡಿಯೇಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಅಭಿಮಾನಿಗಳು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಚಿಪ್ಸ್ನಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ.
ಸ್ವಿಟ್ಜರ್ಲೆಂಡ್‌ನ ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಲು ನಿರ್ಧರಿಸಿದ್ದಾರೆ ಸ್ಫಟಿಕದ ಮೂಲಕ ದ್ರವವನ್ನು ಹಾದುಹೋಗುವ ಮೂಲಕ. ಅವರು ಚಿಪ್ ಮತ್ತು ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಒಂದೇ ಘಟಕವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು, ಚಿಪ್ನ ಅತ್ಯಂತ ಬಿಸಿಯಾದ ಭಾಗಗಳ ಬಳಿ ಆನ್-ಚಿಪ್ ದ್ರವದ ಚಾನಲ್ಗಳನ್ನು ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶವು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಹೆಚ್ಚಳವಾಗಿದೆ.
ಚಿಪ್ನಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಸಮಸ್ಯೆಯ ಭಾಗವೆಂದರೆ ಅದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ: ಶಾಖವನ್ನು ಚಿಪ್ನಿಂದ ಚಿಪ್ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್‌ಗೆ, ನಂತರ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್‌ನಿಂದ ಹೀಟ್‌ಸಿಂಕ್‌ಗೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಗಾಳಿಗೆ (ಥರ್ಮಲ್ ಪೇಸ್ಟ್, ಆವಿ ಕೋಣೆಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ) ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. . ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತಷ್ಟು). ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ಇದು ಚಿಪ್ನಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದಾದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೂ ಇದು ನಿಜವಾಗಿದೆ. ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕ ದ್ರವದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ, ಆದರೆ ಎರಡನೆಯದು ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ನಡೆಸಬಾರದು ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕಗಳೊಂದಿಗೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಾರದು.
ಆನ್-ಚಿಪ್ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಕೂಲಿಂಗ್‌ನ ಹಲವಾರು ಪ್ರದರ್ಶನಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ನಡೆದಿವೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಾವು ದ್ರವಕ್ಕಾಗಿ ಚಾನಲ್ಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಾಧನವನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕದ ಮೇಲೆ ಬೆಸೆಯುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾತನಾಡುತ್ತಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ದ್ರವವನ್ನು ಅದರ ಮೂಲಕ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಚಿಪ್ನಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಆರಂಭಿಕ ಅಳವಡಿಕೆಗಳು ಚಾನೆಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವಿದೆ ಮತ್ತು ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಪಂಪ್ ಮಾಡಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ - ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ನಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು. ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ ಚಿಪ್ನಲ್ಲಿ ಅಪಾಯಕಾರಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಆನ್-ಚಿಪ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ವಿಚಾರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಹಾರಕ್ಕಾಗಿ, ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು - ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಸಂಗ್ರಾಹಕದೊಂದಿಗೆ ಮೈಕ್ರೊಚಾನಲ್ಗಳು (ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಮ್ಯಾನಿಫೋಲ್ಡ್ ಮೈಕ್ರೊಚಾನಲ್ಗಳು, EMMC). ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಕ್ರಮಾನುಗತ ಮ್ಯಾನಿಫೋಲ್ಡ್ ಶೀತಕದ ವಿತರಣೆಗಾಗಿ ಹಲವಾರು ಪೋರ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಚಾನಲ್‌ನ ಒಂದು ಅಂಶವಾಗಿದೆ.
EMMC ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಚಿಪ್‌ಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಂಶೋಧಕರು ಏಕಶಿಲೆಯಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿತ ಮ್ಯಾನಿಫೋಲ್ಡ್ ಮೈಕ್ರೋಚಾನಲ್ (mMMC) ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಹಿಡನ್ ಚಾನಲ್ಗಳನ್ನು ಚಿಪ್ನ ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಶೀತಕವು ನೇರವಾಗಿ ಶಾಖದ ಮೂಲಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. mMMC ಅನ್ನು ರಚಿಸಲು, ಮೊದಲು, ಚಾನಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಕಿರಿದಾದ ಸ್ಲಾಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅರೆವಾಹಕ-ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN) ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಪಿತವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕೆತ್ತಲಾಗಿದೆ; ನಂತರ ಐಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಅನಿಲದೊಂದಿಗೆ ಎಚ್ಚಣೆಯನ್ನು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಚಾನಲ್ ಅಗಲಕ್ಕೆ ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಇದರ ನಂತರ, ಚಾನಲ್ಗಳ ಮೇಲೆ GaN ಪದರದ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ತಾಮ್ರದಿಂದ ಮುಚ್ಚಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿಪ್ ಅನ್ನು GaN ಪದರದಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ನಡುವೆ ಸಂಪರ್ಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ.
ಸಂಶೋಧಕರು ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿದ್ದಾರೆ ಅದು ಪರ್ಯಾಯ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನೇರ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಅದರ ಸಹಾಯದಿಂದ, 1,7 kW / cm2 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖದ ಹರಿವುಗಳನ್ನು ಕೇವಲ 0,57 W / cm2 ಪಂಪಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತಂಪಾಗಿಸಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಸ್ವಯಂ-ತಾಪನದ ಕೊರತೆಯಿಂದಾಗಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ತಂಪಾಗಿಸದ ಸಾಧನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ.
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಂಯೋಜಿತ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ GaN-ಆಧಾರಿತ ಚಿಪ್‌ಗಳ ಸನ್ನಿಹಿತ ನೋಟವನ್ನು ನೀವು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಬಾರದು - ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸ್ಥಿರತೆ, ತಾಪಮಾನ ಮಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಮುಂತಾದ ಹಲವಾರು ಮೂಲಭೂತ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಇನ್ನೂ ಪರಿಹರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು ಇನ್ನೂ, ಇದು ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಮತ್ತು ತಂಪಾದ ಭವಿಷ್ಯದ ಕಡೆಗೆ ಮಹತ್ವದ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ.
ಮೂಲಗಳು:
ಮೂಲ: 3dnews.ru