| |
Заливаем воду прямо в чипы
 Сотрудники швейцарского подразделения лаборатории IBM (Zurich Research Laboratory) совместно со специалистами берлинского института Фраунгофера продемонстрировали прототип с системой охлаждения, интегрированной в трехмерную структуру микросхемы. Новая технология позволила создать надежные электрические соединения между соседними слоями и помогла обеспечить охлаждение сборки с помощью обычной воды. Иными словами, вода в прототипе проходит непосредственно между чипами, собранными в стек.
Многослойные процессорные сборки (3-D chip stack) - это один из самых многообещающих путей в увеличении производительности традиционной кремниевой электроники. Вместо того, чтобы раскладывать микросхемы на плоской печатной плате, соединяя их сложной паутиной соединительных каналов, микросхемы в таких сборках располагаются одна над другой в несколько слоев, причем между соседними микросхемами можно создать в 100 раз больше соединений, чем на плате. При этом скорость обмена данными между микросхемами возрастает минимум в 100 раз.
Такие сборки чипов являются перспективным способом повышения степени интеграции, идущим на смену более традиционному расположению кристаллов в одной плоскости. Однако проблема охлаждения стала наиболее острой при многоэтажном укладывании чипов, которое IBM, как и многие другие представители отрасли, считает "одним из наиболее многообещающих подходов" к созданию новых процессоров. По оценке IBM, новые микросхемы могут выделять до 1 кВт, что на порядок превосходит возможности отвода тепла через крышку корпуса, обычно имеющую площадь несколько квадратных сантиметров. Кроме того, каждый слой полупроводника внутри стека представляет собой препятствие для отвода тепла от других слоев.
Новшество технологии охлаждения заключается в том, что вода поступает непосредственно внутрь сборки, где проходит по каналам диаметром 50-100 микрон - это не больше толщины человеческого волоса. Кроме поверхности микросхем текущая вода огибает и контакты, соединяющие эти микросхемы между собой. Таких вертикальных соединений, которые представляют собой металлические контакты, изолированные от воды стенкой из оксида кремния, в сборке создается по 10000 на каждый квадратный сантиметр.
Технология водяного охлаждения с помощью микроканалов внутри микропроцессорной сборки использует уникальные термофизические свойства воды. Обычная вода способна с высокой скоростью протекать по узким каналам в нужном диапазоне температур, обеспечивая отличный отвод тепла от стенок канала и соединений между соседними слоями сборки. Традиционные технологи жидкостного охлаждения с использованием радиаторов и теплоотвода через наружные поверхности электронных компонентов не могут дать таких высоких результатов.
|
