Mellékleteink: HUP | Gamekapocs
Keres
Felhőből visszaköltözéstől egészen egy banki malware evolúciójáig. Üzemeltetői és IT-biztonsági meetupokkal érkezünk!

Tokon belüli precíziós hűtés fejlesztésében vesz részt az Intel

Bizó Dániel, 2009. január 30. 13:40
Ez a cikk több évvel ezelőtt születetett, ezért előfordulhat, hogy a tartalma már elavult.
Frissebb anyagokat találhatsz a keresőnk segítségével:

[Computerworld/HWSW] A mikroelektronikai iparban többen úgy vélik, hamarosan elérkezik az idő, mikor radikális változásokra lesz szükség a nagyteljesítményű áramkörök lehűtéséhez. Egy friss tudományos publikáció, melyet többek közt az Intel jegyez, minden eddiginél hatékonyabb megoldást kínál a problémára. Amennyiben a technológia kereskedelmileg is életképesnek bizonyul, úgy segíteni fogja a chipek teljesítményének fokozását.

hirdetés
[Computerworld/HWSW] A mikroelektronikai iparban többen úgy vélik, hamarosan elérkezik az idő, mikor radikális változásokra lesz szükség a nagyteljesítményű áramkörök lehűtéséhez. Egy friss tudományos publikáció, melyet többek közt az Intel jegyez, minden eddiginél hatékonyabb megoldást kínál a problémára. Amennyiben a technológia kereskedelmileg is életképesnek bizonyul, úgy segíteni fogja a chipek teljesítményének fokozását.

A mikroelektronikai áramkörök precíziós hűtésére szakosodott Nextreme úgy véli, a jelenlegi chiphűtések nagyjából úgy működnek, mintha egy lakásban a felforrósodó villanytűzhelyet az egész ház légkondicionálásával próbálnánk meg visszahűteni -- rendkívül pazarló, ráadásul nem is eléggé hatásos eljárás. A nagyteljesítményű processzorokban ugyanis úgynevezett hot spotok alakulnak ki a működés során, jellemzően az egyes intenzíven használt logikai blokkoknál, mint a végrehajtóegységek, utasításütemezést végző logika, vagy dekóderek.

A problémát az adja, hogy a hő rendkívül koncentráltan, néhány négyzetmilliméteres területen képződik, ezzel a léptékkel azonban a mai hűtési megoldások semmit sem tudnak kezdeni azon kívül, hogy az egész chipről igyekeznek egyenletesen elvonni a hőt. Ez ugyanakkor azzal a következménnyel jár, hogy a mérnökök minden termális optimalizációja ellenére a chipek teljesítményét ezek a hot spotok is behatárolják, a szilíciumalapú félvezetők ugyanis tartós károsodást szenvedhetnek 130 Celsius fok felett, az áramköri blokkok pedig már korábban felmondják a szolgálatot. A fokozódó miniatürizációval egyre kisebb területről kellene elvezetni a hőt, vagyis folyamatosan javulnia kellene a hőelvezető és hűtő rendszer teljesítményének.

A mikroszinten megjelenő hőproblémát makroszintű megközelítéssel nem lehet hatékonyan, hamarosan pedig már megfelelően hatásosan sem kezelni, vélik az iparban, a hűtésbe precizitást kell vinni, vagyis pontosan ott hűteni a chipet, ahol szükséges -- mikro- vagy akár nanométeres tartományban. Az Intel, az Arizona Egyetem, a Nextreme és az RTI International kutatói egy olyan thermoelektromos hűtési megoldást prezentáltak a Nature Nanotechnology tudományos folyóiratban, mely a tokon belülre, a lapka hátoldalán kap helyet, mégpedig pontosan a hot spotoknál.

Lényegében nem másról van szó, mint vékonyfilm kivitelű Peltier-elemekről, melyek elektronokkal hőszivattyúként működnek. A publikáció az e célból tipikusan használt bizmut-tellurid alkalmazásáról számol be, az áttörést azonban a rendkívül miniatűr méret, a szuperrács szerkezetű nanostruktúra kialakítása és a hűtés tokon belüli integrációja jelenti. A vállalatok azt állítják, hogy a többek közt az amerikai DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) által is finanszírozott fejlesztés jelenleg 15 fokos hőmérsékletcsökkenést ért el a hot spotoknál, egyenként 2-3 wattnyi fogyasztásért cserébe, hőelvezető teljesítménye pedig négyzetcentiméterenként 1300 wattot tesz ki.

"Ez az on-demand hűtés" -- fogalmazott Rama Venkatasubramanian társszerző az amerikai Computerworld számára. A kutató szerint fejlettebb, jobb hővezető anyagok alkalmazásával, mint például karbon nanocsövek, akár 40 fokos hőmérsékletcsökkentés is elérhető majd a jövőben. Venkatasubramanian úgy véli, néhány éven belül rákényszerülnek a chiptervezők, hogy ilyen magas precizitású hűtést alkalmazzanak, ha az eddigi ütemben akarják fokozni a teljesítményt. A processzorgyártók mellett a grafikus chipeket tervezők is kifejezték már érdeklődésüket, állította Venkatasubramanian.

A vékonyfilm kialakítású miniatűr Peltier-elemek ugyanakkor nem a meglévő hűtőbordák, ventilátorok vagy folyadékhűtések kiváltását célozzák, hanem kiegészítenék azokat. A magas precizitással a chip hátoldaláról lokálisan elvezetett hő továbbra is disszipációra szorul a tokon kívül, így a hűtésgyártóknak nem kell az üzletüket félteniük, és a tuningolók szórakozása sem vész el.

4-4 klassz téma a HWSW júniusi üzemeltetői és IT-biztonsági meetupjain. Nézz meg a programot!