À l'Université de Binghamton (New York), ils ont développé une nouvelle technologie pour les processeurs de refroidissement, qui éliminera la pâte thermique. Un matériau thermoconducteur est appliqué directement sur la surface de la puce à l'aide de l'impression 3D. Selon les experts, leur solution permet d'abaisser de 10 ° C la température de fonctionnement des processeurs dans les datacenters.
Parlons de la technologie et parlons d'autres méthodes expérimentales pour refroidir le CPU.
/ photo artistique bokeh CC BY-SAComment imprimer "graisse thermique métallique"
Les développeurs de la technologie ont déposé une couche mince d'un alliage métallique à conductivité thermique élevée sur le cristal du processeur et des canaux «imprimés» pour le liquide de refroidissement à l'intérieur à l'aide d'un laser. Pour cela, la méthode de
frittage laser sélectif a été utilisée.
Une couche de poudre métallique est répartie uniformément sur la surface du silicium. Ensuite, le laser est allumé et le faisceau guidé par les miroirs en mouvement fusionne les particules selon le modèle 3D généré. La procédure est répétée plusieurs fois - à chaque itération, différentes sections du produit final sont formées. Le frittage laser
se fait en moins d'une seconde.
L'alliage appliqué sur la puce se compose de titane, d'étain et d'argent. Les deux derniers sont nécessaires pour réduire le point de fusion du matériau. Ainsi, le métal reste à l'état liquide plus longtemps, ce qui permet d'éviter la déformation de la couche due à un durcissement brutal.
Le frittage sélectif au laser a permis de former une couche métallique mille fois plus épaisse que le diamètre d'un cheveu humain. Cela permet au liquide de refroidissement de récupérer l'excès de chaleur directement de la puce et élimine le besoin de graisse thermique.
Que peut cette technologie
Les spécialistes ont réussi à obtenir un alliage avec une
conductivité thermique de 39 W / (m • K), ce qui est sept fois mieux que d'autres matériaux pour
les interfaces thermiques - graisse thermique ou composés polymères. Cela a permis de réduire la température de la puce de 10 ° C par rapport aux autres systèmes de refroidissement.
La nouvelle technologie est conçue pour résoudre deux problèmes: réduire les coûts énergétiques dans les centres de données et prolonger la durée de vie des processeurs (car ils surchaufferont moins). Selon les développeurs, l'invention permettra de réduire la consommation d'énergie des centres de données mondiaux de 5% et permettra à l'industrie informatique d'économiser jusqu'à 438 millions de dollars par an.
Jusqu'à présent, la technologie n'a été testée que dans des conditions de laboratoire et on ne sait pas comment elle fonctionnera dans de vrais centres de données. Cependant, dans un proche avenir, les chercheurs prévoient de breveter leur technologie et de réaliser les tests nécessaires.
Qui d'autre expérimente le refroidissement des puces
Non seulement à l'Université de Binghamton, nous travaillons sur les technologies de refroidissement des puces. Leurs collègues de l'Université de Californie ont pour la première fois synthétisé des cristaux d'arséniure de bore ultrapurs à haute conductivité thermique. La valeur obtenue était proche de 1300 W / (m • K), tandis que pour le diamant (considéré comme l'un des champions de la conductivité thermique), elle est de 1000 W / (m • K).
La nouvelle technologie créera des systèmes de dissipation thermique efficaces en électronique et en photonique. Cependant, pour cela, il est nécessaire de résoudre un certain nombre de problèmes. Il est difficile d'obtenir de l'arséniure de bore à l'échelle industrielle - des défauts
surviennent souvent dans la synthèse des cristaux et des composés toxiques d'arsenic sont utilisés dans la production du matériau.
Des chercheurs de l'Université de Californie travaillent également à résoudre le problème de la dissipation thermique des processeurs. Ils ont
suggéré de changer la structure de la puce elle-même. L'idée est de créer une structure cristalline de silicium dans laquelle les phonons (quasi-particules qui transfèrent la chaleur) transfèrent la chaleur à vitesse maximale.
Leur technologie est appelée "silicium troué". De minuscules trous d'un diamètre de 20 nm sont percés dans la planche, ce qui accélère l'évacuation de la chaleur. Dans le cas d'une disposition optimale des trous, la conductivité thermique de la tranche de silicium
augmente de 30%.
Cette méthode est encore loin d'être mise en œuvre - seul le modèle est prêt. L'étape suivante consiste à étudier le potentiel de la technologie et la possibilité d'application dans des systèmes réels.
/ photo PxHere PDEt ensuite
La mise en œuvre pratique de nouvelles technologies d'évacuation de la chaleur est encore loin. Tous sont au stade du concept ou au stade du prototypage. Bien qu'ils aient un bon potentiel, il n'est pas nécessaire de parler de leur introduction généralisée sur le marché des centres de données.
Pour cette raison, les centres de données
expérimentent actuellement d'autres méthodes de refroidissement. L'une des dernières tendances est
le refroidissement liquide . Selon une enquête de l'Uptime Institute, 14% des centres de données dans le monde ont déjà mis en œuvre la technologie. Les experts s'attendent à ce que ce chiffre augmente à l'avenir en raison d'une augmentation de la densité des équipements du centre de données. Comme avec un grand nombre de serveurs adjacents, le refroidissement par air est plus difficile.
Une autre
tendance est
les systèmes d'IA pour contrôler la climatisation d'un centre de données. Selon des organismes de recherche, environ 15 à 25% des centres de données utilisent déjà de tels algorithmes d'apprentissage automatique. Et il est prévu qu'à l'avenir, la popularité des technologies intelligentes dans le centre de données ne fera qu'augmenter.
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