డెస్క్‌టాప్ ప్రాసెసర్‌లు మొదట 1 GHzని విచ్ఛిన్నం చేసినప్పుడు, కొంతకాలం ఎక్కడికీ వెళ్లనట్లు అనిపించింది. మొదట, కొత్త సాంకేతిక ప్రక్రియల కారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం సాధ్యమైంది, అయితే ఉష్ణ తొలగింపు కోసం పెరుగుతున్న అవసరాల కారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీల పురోగతి చివరికి మందగించింది. భారీ రేడియేటర్లు మరియు అభిమానులు కూడా కొన్నిసార్లు అత్యంత శక్తివంతమైన చిప్స్ నుండి వేడిని తొలగించడానికి సమయం లేదు.
స్విట్జర్లాండ్ పరిశోధకులు ప్రయత్నించాలని నిర్ణయించుకున్నారు స్ఫటికం గుండా ద్రవాన్ని పంపడం ద్వారా. వారు చిప్ మరియు శీతలీకరణ వ్యవస్థను ఒకే యూనిట్‌గా రూపొందించారు, చిప్ యొక్క హాటెస్ట్ భాగాలకు సమీపంలో ఆన్-చిప్ ఫ్లూయిడ్ ఛానెల్‌లను ఉంచారు. ఫలితంగా సమర్థవంతమైన వేడి వెదజల్లడంతో పనితీరులో ఆకట్టుకునే పెరుగుదల.
చిప్ నుండి వేడిని తొలగించడంలో సమస్య యొక్క భాగం ఏమిటంటే ఇది సాధారణంగా అనేక దశలను కలిగి ఉంటుంది: వేడిని చిప్ నుండి చిప్ ప్యాకేజింగ్‌కు, ఆపై ప్యాకేజింగ్ నుండి హీట్‌సింక్‌కి మరియు ఆపై గాలికి (థర్మల్ పేస్ట్, ఆవిరి గదులు మొదలైనవి. . ప్రక్రియలో కూడా పాల్గొనవచ్చు. మొత్తంగా, ఇది చిప్ నుండి తీసివేయబడే వేడిని పరిమితం చేస్తుంది. ప్రస్తుతం ఉపయోగిస్తున్న లిక్విడ్ కూలింగ్ సిస్టమ్‌లకు కూడా ఇది వర్తిస్తుంది. చిప్‌ను నేరుగా ఉష్ణ వాహక ద్రవంలో ఉంచడం సాధ్యమవుతుంది, అయితే రెండోది విద్యుత్తును నిర్వహించకూడదు లేదా ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలతో రసాయన ప్రతిచర్యలలోకి ప్రవేశించకూడదు.
ఆన్-చిప్ లిక్విడ్ కూలింగ్ యొక్క అనేక ప్రదర్శనలు ఇప్పటికే ఉన్నాయి. సాధారణంగా మనం ఒక వ్యవస్థ గురించి మాట్లాడుతున్నాము, దీనిలో ద్రవం కోసం ఛానెల్‌ల సమితి ఉన్న పరికరం ఒక క్రిస్టల్‌పై ఫ్యూజ్ చేయబడి, ద్రవం దాని ద్వారా పంప్ చేయబడుతుంది. ఇది చిప్ నుండి వేడిని ప్రభావవంతంగా తొలగించడానికి అనుమతిస్తుంది, కానీ ప్రారంభ అమలులు ఛానెల్‌లలో చాలా ఒత్తిడిని కలిగి ఉన్నాయని మరియు ఈ విధంగా నీటిని పంపింగ్ చేయడానికి చాలా శక్తి అవసరమని చూపించింది - ప్రాసెసర్ నుండి తీసివేయబడిన దానికంటే ఎక్కువ. ఇది సిస్టమ్ యొక్క శక్తి సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు అదనంగా చిప్‌పై ప్రమాదకరమైన యాంత్రిక ఒత్తిడిని సృష్టిస్తుంది.
కొత్త పరిశోధన ఆన్-చిప్ శీతలీకరణ వ్యవస్థల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఆలోచనలను అభివృద్ధి చేస్తుంది. పరిష్కారం కోసం, త్రిమితీయ శీతలీకరణ వ్యవస్థలను ఉపయోగించవచ్చు - అంతర్నిర్మిత కలెక్టర్‌తో మైక్రోచానెల్స్ (ఎంబెడెడ్ మానిఫోల్డ్ మైక్రోచానెల్స్, EMMC). వాటిలో, త్రిమితీయ క్రమానుగత మానిఫోల్డ్ అనేది శీతలకరణి పంపిణీ కోసం అనేక పోర్ట్‌లను కలిగి ఉన్న ఛానెల్ యొక్క ఒక భాగం.
EMMCని నేరుగా చిప్‌లో ఏకీకృతం చేయడం ద్వారా పరిశోధకులు ఏకశిలాగా ఇంటిగ్రేటెడ్ మానిఫోల్డ్ మైక్రోచానెల్ (mMMC)ని అభివృద్ధి చేశారు. దాచిన ఛానెల్‌లు చిప్ యొక్క క్రియాశీల ప్రాంతాల క్రింద నిర్మించబడ్డాయి మరియు శీతలకరణి నేరుగా ఉష్ణ మూలాల క్రింద ప్రవహిస్తుంది. mMMCని సృష్టించడానికి, ముందుగా, ఛానెల్‌ల కోసం ఇరుకైన స్లాట్‌లు సెమీకండక్టర్-గాలియం నైట్రైడ్ (GaN)తో పూసిన సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై చెక్కబడతాయి; అప్పుడు ఐసోట్రోపిక్ వాయువుతో చెక్కడం అనేది సిలికాన్‌లోని ఖాళీలను అవసరమైన ఛానెల్ వెడల్పుకు విస్తరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది; దీని తరువాత, ఛానెల్‌లపై GaN పొరలోని రంధ్రాలు రాగితో మూసివేయబడతాయి. చిప్‌ను GaN లేయర్‌లో తయారు చేయవచ్చు. ఈ ప్రక్రియకు కలెక్టర్ మరియు పరికరం మధ్య కనెక్షన్ సిస్టమ్ అవసరం లేదు.
పరిశోధకులు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ మాడ్యూల్‌ను అమలు చేశారు, ఇది ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ను డైరెక్ట్ కరెంట్‌గా మారుస్తుంది. దాని సహాయంతో, 1,7 kW/cm2 కంటే ఎక్కువ ఉష్ణ ప్రవాహాలు 0,57 W/cm2 మాత్రమే పంపింగ్ శక్తిని ఉపయోగించి చల్లబడతాయి. అదనంగా, స్వీయ-తాపన లేకపోవడం వల్ల ఇదే విధమైన చల్లబడని పరికరం కంటే సిస్టమ్ చాలా ఎక్కువ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.
అయినప్పటికీ, మీరు ఇంటిగ్రేటెడ్ కూలింగ్ సిస్టమ్‌తో GaN-ఆధారిత చిప్‌ల యొక్క ఆసన్న రూపాన్ని ఆశించకూడదు - సిస్టమ్ స్థిరత్వం, ఉష్ణోగ్రత పరిమితులు మొదలైన అనేక ప్రాథమిక సమస్యలు ఇంకా పరిష్కరించబడాలి. ఇంకా, ఇది ప్రకాశవంతమైన మరియు చల్లని భవిష్యత్తు వైపు ఒక ముఖ్యమైన అడుగు.
వర్గాలు:
మూలం: 3dnews.ru