Wakati wasindikaji wa eneo-kazi kwa mara ya kwanza walivunja 1 GHz, kwa muda ilionekana kana kwamba hakuna mahali pa kwenda. Mwanzoni, iliwezekana kuongeza mzunguko kwa sababu ya michakato mpya ya kiufundi, lakini maendeleo ya masafa hatimaye yalipungua kwa sababu ya mahitaji ya kuongezeka kwa kuondolewa kwa joto. Hata radiators kubwa na mashabiki wakati mwingine hawana muda wa kuondoa joto kutoka kwa chips zenye nguvu zaidi.
Watafiti kutoka Uswizi waliamua kujaribu kwa kupitisha kioevu kupitia kioo yenyewe. Walibuni chip na mfumo wa kupoeza kama kizio kimoja, chenye mifereji ya maji kwenye chip iliyowekwa karibu na sehemu zenye joto zaidi za chip. Matokeo yake ni ongezeko la kuvutia la utendaji na utaftaji bora wa joto.
Sehemu ya shida ya kuondoa joto kutoka kwa chip ni kwamba kawaida hujumuisha hatua kadhaa: joto huhamishwa kutoka kwa chip hadi kwenye ufungaji wa chip, kisha kutoka kwa ufungaji hadi kwenye heatsink, na kisha kwa hewa (kuweka mafuta, vyumba vya mvuke, nk). .inaweza pia kuhusika katika mchakato Zaidi). Kwa jumla, hii inapunguza kiasi cha joto ambacho kinaweza kuondolewa kwenye chip. Hii pia ni kweli kwa mifumo ya kupoeza kioevu inayotumika sasa. Itawezekana kuweka chip moja kwa moja kwenye kioevu kinachoendesha joto, lakini mwisho haipaswi kufanya umeme au kuingia kwenye athari za kemikali na vipengele vya elektroniki.
Tayari kumekuwa na maonyesho kadhaa ya kupoeza kioevu kwenye chip. Kawaida tunazungumza juu ya mfumo ambao kifaa kilicho na seti ya chaneli za kioevu huunganishwa kwenye fuwele, na kioevu yenyewe hupigwa kupitia hiyo. Hii inaruhusu joto kuondolewa kwa ufanisi kutoka kwa chip, lakini utekelezaji wa awali ulionyesha kuwa kuna shinikizo nyingi katika njia na kusukuma maji kwa njia hii inahitaji nishati nyingi - zaidi ya kuondolewa kutoka kwa processor. Hii inapunguza ufanisi wa nishati ya mfumo na kwa kuongeza inajenga matatizo hatari ya mitambo kwenye chip.
Utafiti mpya unakuza mawazo ya kuboresha ufanisi wa mifumo ya kupoeza kwenye chip. Kwa suluhisho, mifumo ya baridi ya tatu-dimensional inaweza kutumika - microchannels na mtozaji aliyejengwa (microchannels iliyoingia nyingi, EMMC). Ndani yao, muundo wa hali ya juu wa pande tatu ni sehemu ya chaneli ambayo ina bandari kadhaa za usambazaji wa baridi.
Watafiti walitengeneza njia ndogo ndogo iliyounganishwa kwa usawa (mMMC) kwa kuunganisha EMMC moja kwa moja kwenye chip. Njia zilizofichwa hujengwa chini ya maeneo ya kazi ya chip, na baridi inapita moja kwa moja chini ya vyanzo vya joto. Ili kuunda mMMC, kwanza, nafasi nyembamba za chaneli zinawekwa kwenye substrate ya silicon iliyopakwa na semiconductor-gallium nitride (GaN); kisha etching na gesi ya isotropiki hutumiwa kupanua mapengo katika silicon kwa upana wa kituo kinachohitajika; Baada ya hayo, mashimo kwenye safu ya GaN juu ya njia zimefungwa na shaba. Chip inaweza kutengenezwa katika safu ya GaN. Utaratibu huu hauhitaji mfumo wa uunganisho kati ya mtoza na kifaa.
Watafiti wametekeleza moduli ya elektroniki ya nguvu ambayo inabadilisha sasa mbadala hadi moja kwa moja ya sasa. Kwa msaada wake, mtiririko wa joto wa zaidi ya 1,7 kW/cm2 unaweza kupozwa kwa kutumia nguvu ya kusukuma ya 0,57 W/cm2 tu. Kwa kuongeza, mfumo unaonyesha ufanisi mkubwa zaidi wa uongofu kuliko kifaa sawa na kisichopozwa kutokana na ukosefu wa joto la kibinafsi.
Hata hivyo, hupaswi kutarajia kuonekana karibu kwa chip zinazotokana na GaN na mfumo jumuishi wa kupoeza - masuala kadhaa ya kimsingi bado yanahitaji kutatuliwa, kama vile uthabiti wa mfumo, viwango vya joto, na kadhalika. Na bado, hii ni hatua muhimu mbele kuelekea wakati ujao safi na baridi.
Vyanzo:
Chanzo: 3dnews.ru