IBM впервые удалось охладить 3D-Processor

На фото: прототип нового 3D-чипа. Коэффициент теплопередачи на опытном образце составил 180 ватт на квадратный сантиметр, причём на каждом слое

🕛 09.06.2008, 13:43

Помимо традиционных вентиляторов до сих пор существовали лишь внешние системы жидкостного охлаждения микросхем. Но специалисты из исследовательской лаборатории компании IBM (IBM Zürich Research Laboratory) и немецкого института Фраунгофера (Fraunhofer Institute) решили, что поместить радиатор внутрь чипа будет гораздо эффективней.

Отчёт о новой разработке представлен в пресс-релизе компании.

Вместо того чтобы использовать традиционное для "плоских" кремниевых пластин тыльное охлаждение (backside cooling), швейцарские и немецкие инженеры решили создать систему каналов внутри многомерного чипа.

Напомним, что ещё в апреле 2007 года айбиэмовцы объявили о возможности создания 3D-Processorа по технологии внутрикремниевых соединений (through-silicon vias). Эта разработка должна была отсрочить конец Закона Мура, но для создания работоспособного устройства была необходима соответствующая схема охлаждения.

Толщина трубочек, расположенных внутри чипа, - 50 микрометров, как у человеческого волоса. Толщина самих кремниевых слоёв составляет 100 микрометров (иллюстрация IBM).

Толщина трубочек, расположенных внутри чипа, - 50 микрометров, как у человеческого волоса. Толщина самих кремниевых слоёв составляет 100 микрометров (иллюстрация IBM).

Поскольку архитектура новой микросхемы была нетрадиционной, то и над новым кулером пришлось попотеть: пространственная структура обладает повышенным выделением тепла.

По словам руководителя проекта Томаса Бруншвилера (Thomas Brunschwiler), для 3D-чипа этот показатель близок к 1 киловатту. Это почти в 10 раз больше тепловой энергии, выделяемой электрической конфоркой сопоставимого размера. "До сих пор никому не удавалось решить проблему охлаждения", - добавляет он.

Однако заметим, что, несмотря на все успехи, серийное производство новых Processorов ожидается не ранее, чем через 5 лет.

В данный момент специалисты из исследовательского центра работают над ещё более миниатюрными системами охлаждения, а также над аналогичными радиаторами для обычных, непространственных микросхем.

Изображение фрагмента охлаждающего слоя с каналом теплоотдачи, полученное с помощью электронного микроскопа (фото IBM).

Изображение фрагмента охлаждающего слоя с каналом теплоотдачи, полученное с помощью электронного микроскопа (фото IBM).

Кстати, у новой технологии оказалось ещё одно дополнительное преимущество: отводимую тепловую энергию можно использовать для преобразования в электрическую. И тем самым обеспечивать работу не только вентиляторов, но и всех внутренних устройств компьютера вообще - по словам разработчиков, это вполне осуществимо.