IBM chłodzi najlepiej

W laboratoriach IBM-a w Zurichu powstała nowa technologia chłodzenia trójwymiarowych układów scalonych. Inżynierowie Błękitnego Giganta, we współpracy z Fraunhofer Institute obniżają temperaturę układów scalonych wykonanych w technologii 3D, tłocząc wodę pomiędzy poszczególne warstwy kości.

Przed rokiem IBM ogłosił opracowanie techniki, która umożliwia układanie podzespołów w układzie scalonym w trzech wymiarach. Układy tworzone są po prostu z wielu warstw. Taka architektura pozwala na tysiąckrotne skrócenie drogi sygnału w porównaniu z układami 2D, a jednocześnie zwiększa stukrotnie liczbę połączeń. Technologia taka przyda się np. do zintegrowania pamięci RAM z procesorem czy do tworzenia wielordzeniowych układów, w których rdzenie będą leżały jeden nad drugim.

Okazuje się jednak, że w przypadku tak zbudowanych układów tradycyjne metody chłodzenia się nie sprawdzają. Potrzebne było chłodzenie umieszczone pomiędzy poszczególnymi warstwami. Układy 3D charakteryzują się olbrzymim wydzielaniem ciepła. Może ono dochodzić do 1 kilowata na pół centymetra sześciennego. Żadne inne urządzenie stworzone przez człowieka nie nagrzewa się tak bardzo. Co interesujące, gęstość mocy takich układów jest większa, niż gęstość w reaktorach nuklearnych i plazmowych.

Zespół Thomasa Brunschwilera użył cienkich rurek o średnicy 50 mikronów każda i pompował wodę pomiędzy poszczególne warstwy układu. Dzięki temu osiągnięto wydajność chłodzenia rzędu 180 watów na centymetr kwadratowy w układzie 3D, którego całkowita powierzchnia wynosiła 4 cm2.

IBM chłodzenie układ 3D