Forskere fra det kendte tyske Fraunhofer-institut har udviklet en ny, effektiv kølemetode til chips, som giver mulighed for at sparke ydelsen i vejret. Metoden går ud på af integrere såkaldte mikrokanaler i siliciumlaget og køle chippen indefra ved hjælp af vand.
Denne opfindelse kan ifølge forskerne give væsentlige løft i ydelsen på integrerede kredsløb.
»Indtil nu har køleelementerne ikke været særlig tæt på computerkernerne, hvilket indebærer at de fleste kølere udfører deres arbejde ovenfra. Jo tættere man kommer på varmekilden, des bedre kan temperaturen begrænses eller outputtet øges. Specielt i forbindelse med high performance computing øges datamængderne fortløbende. Derfor er det vigtigt at have effektiv køling, som kan give højere clock-frekvens. Med dette nye kølesystem kan ydelsen øges væsentligt,« udtaler projektleder Hermann Oppermann fra Fraunhofer IZM til Eenews Europe.
Med dagens teknologi benyttes køleelementer og blæsere til at undgå overophedning af integrerede kredse.
De tyske forskere har haft held med at skabe mikrokanaler i siliciumlaget, hvor en kølevæske – i dette tilfælde vand – ledes igennem for at optage kredsens overskydende varme. Mikrokanalerne er hermetisk forseglet i den såkaldte silicium-interposer, som befinder sig mellem processor og printkort.
Mikrokanalerne krydser hinanden, så kølevæsken kan cirkuleres i chippen. Udfordringen for forskerne bestod ikke blot i at integrere de små kanaler på interposeren, men også at hermetisk forsegle kanalerne og på denne måde afskærme dem fra lederne i chippen. Løsningen var at skabe interposeren ud fra to silicium-plader. Køle-kanaler går både i det vandrette og lodrette plan, og kontakterne mellem chip og printkort er ekstra-godt forseglet.
Forskerne har også integreret passive komponenter til regulering af spænding samt optiske komponenter til kommunikation i chippen.
»Ved at kombinere interposer, køling, spændingsregulatorer og teknologi til optisk forbindelse, har vi opnået et nyt niveau af integration, som giver mulighed for mindre kredsløb med mere kraft. Det er en vigtig udvikling, da vi kan opnå højere clock-frekvens på samme størrelse.«
