في جامعة بينغهامتون (نيويورك) ، طوروا تقنية جديدة لمعالجات التبريد ، والتي ستقضي على العجينة الحرارية. يتم تطبيق المواد الموصلة حرارياً مباشرةً على سطح الشريحة باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. وفقًا للخبراء ، يمكن أن يؤدي حلهم إلى خفض درجة حرارة تشغيل المعالجات في مراكز البيانات بمقدار 10 درجات مئوية.
دعونا نتحدث عن التكنولوجيا ونتحدث عن طرق تجريبية أخرى لتبريد وحدة المعالجة المركزية.
/ الصورة الفنية خوخه CC BY-SAكيفية طباعة "الشحوم الحرارية المعدنية"
قام مطورو التكنولوجيا بإيداع طبقة رقيقة من سبيكة معدنية مع الموصلية الحرارية العالية على بلورة المعالج والقنوات "المطبوعة" للمبرد فيها باستخدام الليزر. لهذا ، تم استخدام طريقة
تلبد الليزر الانتقائي .
يتم توزيع طبقة من مسحوق معدني بالتساوي على سطح السيليكون. بعد ذلك ، يتم تشغيل الليزر ويقوم الشعاع الموجه بالمرايا المتحركة بدمج الجزيئات معًا وفقًا للنموذج الثلاثي الأبعاد الذي تم إنشاؤه. يتم تكرار الإجراء عدة مرات - في كل تكرار ، يتم تشكيل أقسام مختلفة من المنتج النهائي.
يحدث تلبد الليزر نفسه
في أقل من ثانية.
تتكون السبيكة التي يتم تطبيقها على الشريحة من التيتانيوم والقصدير والفضة. هناك حاجة إلى آخر اثنين للحد من نقطة انصهار المواد. وبالتالي ، يبقى المعدن في الحالة السائلة لفترة أطول ، مما يساعد على تجنب تشوه الطبقة بسبب تصلب حاد.
جعل تلبد الليزر الانتقائي من الممكن تشكيل طبقة معدنية بسمك ألف مرة من قطر شعرة الإنسان. يتيح ذلك لسائل التبريد التقاط الحرارة الزائدة مباشرة من الشريحة ويزيل الحاجة إلى الشحم الحراري.
ماذا يمكن أن هذه التكنولوجيا
تمكن المتخصصون من الحصول على سبيكة مع
التوصيل الحراري من 39 واط / (م • ك) ، وهو أفضل سبعة أضعاف من المواد الأخرى
للواجهات الحرارية - الشحوم الحرارية أو مركبات البوليمر. هذا سمح لخفض درجة حرارة الشريحة بنسبة 10 درجة مئوية ، مقارنة مع أنظمة التبريد الأخرى.
تم تصميم هذه التقنية الجديدة لحل مشكلتين: تقليل تكاليف الطاقة في مراكز البيانات وإطالة عمر المعالجات (نظرًا لأن درجة حرارتها أقل). وفقًا للمطورين ، سوف يقلل الاختراع من استهلاك الطاقة لمراكز البيانات العالمية بنسبة 5٪ ويسمح لصناعة تكنولوجيا المعلومات بتوفير ما يصل إلى 438 مليون دولار سنويًا.
حتى الآن ، تم اختبار هذه التقنية فقط في ظروف المختبر وليس من المعروف كيف ستعمل في مراكز البيانات الحقيقية. ومع ذلك ، في المستقبل القريب ، يخطط الباحثون لتسجيل براءة اختراع تكنولوجياتهم وإجراء الاختبارات اللازمة.
من آخر يجرب التبريد بالرقاقة
ليس فقط في جامعة بينغهامتون تعمل على تقنيات التبريد رقاقة. قام زملائهم من جامعة كاليفورنيا لأول مرة بتصنيع بلورات زرنيخيد البورون عالى النقاء ذات الموصلية الحرارية العالية. كانت القيمة التي تم الحصول عليها قريبة من 1300 واط / (م • ك) ، بينما بالنسبة للماس (الذي يعتبر أحد أبطال الموصلية الحرارية) ، فهو 1000 واط / (م • ك).
سوف تخلق التكنولوجيا الجديدة أنظمة فعالة لتبديد الحرارة في مجال الإلكترونيات والضوئيات. ومع ذلك ، لهذا فمن الضروري حل عدد من المشاكل. من الصعب الحصول على زرنيخيد البورون على نطاق صناعي - غالبًا ما
تنشأ عيوب في تخليق البلورات ، وتستخدم مركبات الزرنيخ السامة في إنتاج المادة.
يعمل باحثون من جامعة كاليفورنيا أيضًا على حل مشكلة تبديد الحرارة من المعالجات.
اقترحوا تغيير هيكل الشريحة نفسها. تكمن الفكرة في إنشاء بنية بلورية من السيليكون تنقل فيها الفونونات (الجسيمات التي تنقل الحرارة) الحرارة بأقصى سرعة.
وتسمى التكنولوجيا الخاصة بهم "ثقب السيليكون". يتم حفر ثقوب صغيرة يبلغ قطرها 20 نانومتر في اللوحة ، مما يسرع إزالة الحرارة. في حالة الموقع الأمثل للفتحات ،
تزيد الموصلية الحرارية لرقاقة السيليكون
بنسبة 30٪.
لا تزال هذه الطريقة بعيدة عن التنفيذ - فقط النموذج جاهز. والخطوة التالية هي دراسة إمكانات التكنولوجيا وإمكانية تطبيقها في الأنظمة الحقيقية.
/ الصورة PxHere PDما التالي
لا يزال التنفيذ العملي لتقنيات إزالة الحرارة الجديدة بعيدًا. كلهم إما في مرحلة المفهوم أو في مرحلة النماذج الأولية. على الرغم من أن لديهم إمكانات جيدة ، فليست هناك حاجة للتحدث عن تقديمهم على نطاق واسع في سوق مركز البيانات.
لهذا السبب ، تقوم مراكز البيانات الآن
بتجربة طرق التبريد الأخرى. واحدة من أحدث الاتجاهات هو
التبريد السائل . وفقًا لمسح معهد Uptime ، فإن 14٪ من مراكز البيانات حول العالم قد طبقت هذه التقنية بالفعل. يتوقع الخبراء أن هذا الرقم في المستقبل سوف يزداد بسبب زيادة في كثافة المعدات في مركز البيانات. نظرًا لوجود عدد كبير من الخوادم المجاورة ، يصبح تبريد الهواء أكثر صعوبة.
الاتجاه الآخر هو
أنظمة الذكاء الاصطناعي للسيطرة على تكييف الهواء في مركز البيانات. وفقًا لمنظمات الأبحاث ، فإن حوالي 15-25٪ من مراكز البيانات تستخدم بالفعل خوارزميات التعلم الآلي هذه. ومن المتوقع أن تزداد شعبية التقنيات الذكية في مركز البيانات في المستقبل.
مواد PS من مدونة الشركة:
ملاحظة: لدينا قناة Telegram حيث نكتب عن تقنيات المحاكاة الافتراضية و IaaS: