ابتكار

يمكن أن تظل رقاقة الكمبيوتر باردة مع أنظمة المياه داخل الرقاقة

يمكن أن تظل رقاقة الكمبيوتر باردة مع أنظمة المياه داخل الرقاقة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

صمم باحثون في سويسرا شريحة من وحدة واحدة ونظام تبريد يحتوي على قنوات سائلة على الرقاقة المجاورة لأهم أجزاء الرقاقة - مما أضاف دفعة رائعة إلى المواقف المحدودة الحرارة ، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في المجلة.طبيعة.

ذات صلة: تنزيل الدماغ البشري إلى جهاز كمبيوتر: ELON MUSK'S NEURALINK

"أدوات رطبة" جديدة: رقائق كمبيوتر بها ماء بداخلها

عندما تجاوزت معالجات سطح المكتب مستوى الجيجاهيرتز لأول مرة ، لم يكن هناك مكان يذهب إليه سوى الارتفاع. لكن التقدم تباطأ حتى توقف عندما تسببت متطلبات الطاقة في توليد قدر كبير من الحرارة في جهاز معين لتبريده وحسابه. حتى مراوح الكمبيوتر والمبددات الحرارية العادية ، إلى جانب التبريد المائي لم تتجاوز حاجز الحرارة الذي غالبًا ما يبطئ المعالجات الحالية.

تتمثل إحدى مشكلات حلول التبريد السائل في أنها تحتاج إلى نقل الطاقة الحرارية من الشريحة إلى الماء. دفعت هذه المشكلة بعض الباحثين لمحاولة تشغيل السائل داخل الرقاقة - بما في ذلك أولئك الذين كتبوا الدراسة الجديدة ، التي تضع قنوات السائل على الرقاقة بجوار المناطق الأكثر عرضة للحرارة في الرقاقة ، وفقًا لتقرير Ars Technica.

قلل تشغيل مضخات المياه من كفاءة تبريد الرقاقة

عادةً ما تتضمن طرق استخلاص الحرارة من رقاقة توصيلات متعددة ، من الشريحة إلى عبوتها وعبرها ، وإلى المشتت الحراري. بينما يمكن وضع الشريحة مباشرة في سائل موصل للحرارة ، يحتاج السائل إلى العزل دون إثارة تفاعلات كيميائية مع المكونات الإلكترونية - وكلاهما لا يفي بالماء.

ظهرت حفنة من العروض التوضيحية للتبريد على الرقاقة على مر السنين ، ولكنها عادةً ما تتضمن أنظمة حيث يتم دمج الجهاز المدمج مع القنوات السائلة على شريحة ، والتي من خلالها يضخ نظام مخصص السوائل.

في حين أن هذا يزيل الطاقة الحرارية ، تظهر التطبيقات المبكرة وجود مشكلة: إن تشغيل المضخة التي تنقل المياه عبر قنوات الجهاز يتطلب طاقة أكبر مما يتم استخراجه من المعالج ، مما يقلل من كفاءة طاقة النظام إلى أحجام إشكالية.

يدمج البحث الأخير هذه الأفكار لتعزيز كفاءة أنظمة التبريد على الرقاقة. ويوضح الباحثون الذين أجروا الدراسة أن طريقتهم تعمل من خلال استخدام رقاقة تحويل الطاقة التي تتجنب الأداء المنخفض للطاقة الحرارية.

هندسة المياه داخل الرقائق باستخدام GaN

لم تكن عملية إنشاء شريحة تحويل الطاقة الجديدة بسيطة. تتضمن الخطوة الأولى قطع شقوق رفيعة للغاية من خلال نيتريد الغاليوم (GaN) وصولاً إلى السيليكون الأساسي. ثم بدأ الباحثون عملية الحفر - التي تؤثر فقط على السيليكون - لزيادة عرض القنوات ، وسد الفجوات الأصلية من خلال GaN بالنحاس.

هذا يعزز عملية توصيل الحرارة في الماء. تحت القنوات توجد مجموعة من الممرات البديلة التي تعمل مثل المغذيات والمصارف. يتدفق الماء البارد عبر التغذية ، ثم يدور لأعلى في القناة - ممتصًا الطاقة الحرارية - ثم ينتقل للخارج عبر حوض مجاور.

قام الباحثون بتكوين الجهاز بحيث يتم وضع الأجزاء الأكثر سخونة في قسم GaN بالجهاز جنبًا إلى جنب مباشرة مع إحدى القنوات ، مما يزيد من كفاءة استخراج الحرارة. يمكن أن يتعامل أفضل تصميم لها مع تدفقات في الحرارة تصل إلى 1700 واط لكل سنتيمتر مربع (0.155 بوصة مربعة) مع وقف ارتفاع درجة حرارة الرقاقة عند 140 درجة فهرنهايت (60 درجة مئوية).

مع اقتراب ظهور أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، من المهم إيجاد طرق لتبقى الرقائق القائمة على السيليكون باردة ، ولتحسين القوة الحاسوبية. قد يأتي الماء - الذي يُعتبر في الفطرة السليمة بمثابة حكم بالإعدام على رقائق الكمبيوتر - أيضًا لتسريع تقدم تكنولوجيا الحوسبة الحديثة.


شاهد الفيديو: جهاز التبريد الجديد البلتر ثورة عالمية! (قد 2022).