Вақте ки протсессорҳои мизи корӣ бори аввал 1 ГГцро шикастанд, барои муддате ба назар чунин менамуд, ки ҷои рафтан нест. Дар аввал, аз ҳисоби равандҳои нави техникӣ басомадро зиёд кардан мумкин буд, аммо пешрафти басомадҳо дар ниҳоят аз сабаби афзоиши талабот ба хориҷ кардани гармӣ суст шуд. Ҳатто радиаторҳои азим ва мухлисон баъзан вақт надоранд, ки гармиро аз микросхемаҳои пурқувват тоза кунанд.
Муҳаққиқон аз Швейтсария тасмим гирифтанд, ки кӯшиш кунанд бо рохи аз худи кристалл гузаштани моеъ. Онҳо чип ва системаи хунуккуниро ҳамчун як воҳиди ягона тарҳрезӣ карданд, ки каналҳои моеъи чип дар наздикии қисмҳои гармтарини чип ҷойгиранд. Дар натиҷа афзоиши таъсирбахши кор бо паҳншавии гармии самаранок мебошад.
Як қисми мушкили бартараф кардани гармӣ аз чип дар он аст, ки он одатан якчанд марҳиларо дар бар мегирад: гармӣ аз чип ба бастаи чип, баъд аз баста ба гармкунак ва сипас ба ҳаво (хамираи гармӣ, камераҳои буғ ва ғайра) интиқол дода мешавад. .инчунин дар процесс иштирок кардан мумкин аст Минбаъд). Дар маҷмӯъ, ин миқдори гармиро, ки аз чип хориҷ кардан мумкин аст, маҳдуд мекунад. Ин инчунин ба системаҳои хунуккунии моеъ, ки ҳоло истифода мешаванд, дахл дорад. Чипро бевосита дар моеъи гармигузаронӣ ҷойгир кардан мумкин буд, аммо охирин набояд қувваи барқ гузаронад ё бо ҷузъҳои электронӣ ба реаксияҳои химиявӣ дохил нашавад.
Аллакай якчанд намоишҳои хунуккунии моеъ дар чипҳо буданд. Одатан, мо дар бораи системае сухан меронем, ки дар он дастгоҳ бо маҷмӯи каналҳои моеъ ба кристалл пайваст карда мешавад ва худи моеъ тавассути он насос карда мешавад. Ин имкон медиҳад, ки гармӣ аз чип самаранок хориҷ карда шавад, аммо татбиқи аввалия нишон дод, ки дар каналҳо фишори зиёд вуҷуд дорад ва обкашӣ бо ин роҳ энергияи зиёдро талаб мекунад - назар ба он ки аз протсессор хориҷ карда мешавад. Ин самаранокии энергетикии системаро коҳиш медиҳад ва илова бар ин, фишори механикии хатарнокро дар чип ба вуҷуд меорад.
Тадқиқоти нав ғояҳоро барои баланд бардоштани самаранокии системаҳои хунуккунии чипҳо таҳия мекунад. Барои ҳалли он, системаҳои хунуккунии сеченака метавонанд истифода шаванд - микроканалҳо бо коллектори дарунсохт (микроканалҳои дарунсохташуда, EMMC). Дар онҳо, як коллексияи иерархӣ се-ченака як ҷузъи каналест, ки дорои якчанд бандарҳо барои тақсимоти сардкунанда мебошад.
Тадқиқотчиён тавассути ҳамгироии EMMC мустақиман ба чип микроканалҳои монолитӣ муттаҳидшуда (mMMC) таҳия карданд. Каналҳои пинҳонӣ дар зери минтақаҳои фаъоли чип сохта шудаанд ва сардкунанда мустақиман дар зери манбаъҳои гармӣ ҷорӣ мешавад. Барои сохтани mMMC, аввал, слотҳои танг барои каналҳо дар рӯи субстрати кремний, ки бо нимноқил - нитриди галлий (GaN) фаро гирифта шудаанд, кашида мешаванд; пас барои васеъ кардани холигии кремний то паҳнои зарурии канал бо гази изотропӣ афшурда истифода мешавад; Пас аз ин, сӯрохиҳои қабати GaN болои каналҳо бо мис мӯҳр карда мешаванд. Чипро дар қабати GaN истеҳсол кардан мумкин аст. Ин раванд системаи пайвасти байни коллектор ва дастгоҳро талаб намекунад.
Муҳаққиқон як модули электронии барқро татбиқ карданд, ки ҷараёни тағйирёбандаро ба ҷараёни мустақим табдил медиҳад. Бо ёрии он ҷараёнҳои гармии зиёда аз 1,7 кВт/см2 бо истифода аз иқтидори насосии ҳамагӣ 0,57 Вт/см2 хунук карда мешаванд. Илова бар ин, система аз сабаби набудани худгармкунӣ нисбат ба дастгоҳи хунукнашаванда самаранокии табдилдиҳии хеле баландтарро нишон медиҳад.
Бо вуҷуди ин, шумо набояд пайдоиши наздики микросхемаҳои GaN-ро бо системаи ҳамгирошудаи хунуккунӣ интизор шавед - як қатор масъалаҳои асосиро ҳанӯз ҳал кардан лозим аст, ба монанди устувории система, маҳдудиятҳои ҳарорат ва ғайра. Ва аммо ин як қадами муҳиме ба пеш ба сӯи ояндаи дурахшон ва сардтар аст.
Манбаъҳо:
Манбаъ: 3dnews.ru