جب ڈیسک ٹاپ پروسیسرز نے پہلی بار 1 گیگا ہرٹز کو توڑا، تھوڑی دیر کے لیے ایسا لگتا تھا کہ کہیں جانے کی جگہ نہیں ہے۔ سب سے پہلے، نئے تکنیکی عمل کی وجہ سے تعدد میں اضافہ ممکن تھا، لیکن گرمی کو ہٹانے کی بڑھتی ہوئی ضروریات کی وجہ سے آخر کار تعدد کی ترقی سست پڑ گئی۔ یہاں تک کہ بڑے پیمانے پر ریڈی ایٹرز اور پرستاروں کے پاس بھی کبھی کبھی سب سے زیادہ طاقتور چپس سے گرمی کو ہٹانے کا وقت نہیں ہوتا ہے۔
سوئٹزرلینڈ کے محققین نے کوشش کرنے کا فیصلہ کیا۔ خود کرسٹل کے ذریعے مائع گزر کر. انہوں نے چپ اور کولنگ سسٹم کو ایک اکائی کے طور پر ڈیزائن کیا، جس میں چپ کے گرم ترین حصوں کے قریب آن چپ فلوڈ چینلز رکھے گئے تھے۔ نتیجہ موثر گرمی کی کھپت کے ساتھ کارکردگی میں ایک متاثر کن اضافہ ہے۔
ایک چپ سے گرمی کو ہٹانے میں مسئلہ کا ایک حصہ یہ ہے کہ اس میں عام طور پر کئی مراحل شامل ہوتے ہیں: گرمی کو چپ سے چپ پیکیجنگ، پھر پیکیجنگ سے ہیٹ سنک اور پھر ہوا میں منتقل کیا جاتا ہے (تھرمل پیسٹ، بخارات کے چیمبرز وغیرہ۔ اس عمل میں بھی شامل ہو سکتا ہے مزید)۔ مجموعی طور پر، یہ گرمی کی مقدار کو محدود کرتا ہے جسے چپ سے ہٹایا جا سکتا ہے۔ یہ فی الحال استعمال میں مائع کولنگ سسٹم کے لیے بھی درست ہے۔ چپ کو براہ راست تھرمل طور پر کنڈکٹیو مائع میں رکھنا ممکن ہو گا، لیکن بعد والے کو بجلی نہیں چلانی چاہیے اور نہ ہی الیکٹرانک اجزاء کے ساتھ کیمیائی عمل میں داخل ہونا چاہیے۔
آن چپ مائع کولنگ کے کئی مظاہرے پہلے ہی ہو چکے ہیں۔ عام طور پر ہم ایک ایسے نظام کے بارے میں بات کر رہے ہیں جس میں مائع کے لیے چینلز کے سیٹ کے ساتھ ایک ڈیوائس کو کرسٹل پر ملایا جاتا ہے، اور مائع خود اس کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے۔ اس سے گرمی کو مؤثر طریقے سے چپ سے ہٹایا جا سکتا ہے، لیکن ابتدائی نفاذ سے پتہ چلتا ہے کہ چینلز میں بہت زیادہ دباؤ ہے اور اس طریقے سے پانی پمپ کرنے کے لیے بہت زیادہ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے - اس سے زیادہ جو پروسیسر سے ہٹائی جاتی ہے۔ یہ نظام کی توانائی کی کارکردگی کو کم کرتا ہے اور اس کے علاوہ چپ پر خطرناک مکینیکل دباؤ پیدا کرتا ہے۔
نئی تحقیق آن چپ کولنگ سسٹم کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے آئیڈیاز تیار کرتی ہے۔ حل کے لیے تین جہتی کولنگ سسٹم استعمال کیے جا سکتے ہیں - بلٹ ان کلیکٹر کے ساتھ مائیکرو چینلز (ایمبیڈڈ مینی فولڈ مائیکرو چینلز، EMMC)۔ ان میں، تین جہتی درجہ بندی مینی فولڈ ایک چینل کا ایک جزو ہے جس میں کولنٹ کی تقسیم کے لیے کئی پورٹس ہوتے ہیں۔
محققین نے EMMC کو براہ راست چپ پر ضم کرکے یک سنگی طور پر مربوط مینی فولڈ مائیکرو چینل (mMMC) تیار کیا۔ پوشیدہ چینلز چپ کے فعال علاقوں کے نیچے بنائے گئے ہیں، اور کولنٹ براہ راست گرمی کے ذرائع کے نیچے بہتا ہے۔ ایم ایم ایم سی بنانے کے لیے، سب سے پہلے، چینلز کے لیے تنگ سلاٹس کو سیمی کنڈکٹر—گیلیم نائٹرائڈ (GaN) کے ساتھ لیپت سیلیکون سبسٹریٹ پر کیا جاتا ہے۔ پھر ایک آئسوٹروپک گیس کے ساتھ اینچنگ کا استعمال سلیکون میں موجود خلا کو مطلوبہ چینل کی چوڑائی تک بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، چینلز کے اوپر GaN کی تہہ کے سوراخوں کو تانبے سے بند کر دیا جاتا ہے۔ چپ ایک GaN تہہ میں تیار کی جا سکتی ہے۔ اس عمل کو کلیکٹر اور ڈیوائس کے درمیان کنکشن سسٹم کی ضرورت نہیں ہے۔
محققین نے ایک پاور الیکٹرانک ماڈیول نافذ کیا ہے جو متبادل کرنٹ کو ڈائریکٹ کرنٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ اس کی مدد سے، 1,7 kW/cm2 سے زیادہ گرمی کے بہاؤ کو صرف 0,57 W/cm2 کی پمپنگ پاور کے ذریعے ٹھنڈا کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، نظام خود حرارتی نہ ہونے کی وجہ سے اسی طرح کے بغیر ٹھنڈے آلے کے مقابلے میں بہت زیادہ تبادلوں کی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔
تاہم، آپ کو ایک مربوط کولنگ سسٹم کے ساتھ GaN پر مبنی چپس کے قریب آنے کی توقع نہیں رکھنی چاہیے - بہت سے بنیادی مسائل کو ابھی بھی حل کرنے کی ضرورت ہے، جیسے کہ سسٹم کا استحکام، درجہ حرارت کی حدیں وغیرہ۔ اور پھر بھی، یہ ایک روشن اور سرد مستقبل کی طرف ایک اہم قدم ہے۔
ذرائع کے مطابق:
ماخذ: 3dnews.ru