`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

IBM: новый подход к дизайну систем охлаждения

Статья опубликована в №43 (562) от 14 ноября

0 
 

Современные процессоры не только выделяют большое количество тепла, но и требуют дополнительной энергии для его отвода. В рамках проходящей конференции BroadGroup Power and Cooling Summit в Лондоне исследователи из IBM Research представили инновационный подход к разработке систем охлаждения компьютерных чипов. High thermal conductivity interface technology (технология поверхности с высокой теплопроводностью) позволяет в несколько раз улучшить отвод тепла по сравнению с существующими методами.

По мере того как в соответствии с законом Мура растут плотность транзисторов на кристалле и тактовые частоты процессоров, их эффективное охлаждение становится одной из наиболее острых проблем. Современные высокопроизводительные CPU уже генерируют мощность с поверхностной плотностью около 100 Вт/см². Традиционные системы, базирующиеся в основном на принудительном воздушном охлаждении, уже исчерпали свои возможности.

Представленная на лондонской конференции разработка является одним из результатов исследований, проводимых в лаборатории IBM в Цюрихе.

IBM новый подход к дизайну систем охлаждения
Схема поперечного сечения системы охлаждения на основе поверхности с высокой теплопроводностью

В подходе, предложенном инженерами из IBM, рассматривается плоскость контакта поверхности горячей микросхемы с различными охлаждающими компонентами, используемыми сегодня для отвода тепла, включая радиаторы. Для того чтобы чип мог беспрепятственно изменять объем в соответствии со своими тепловыми циклами, для контакта с ними применяются специальные пластичные пасты с наполнителями. Чтобы обеспечить наиболее эффективный перенос тепла, такая паста наносится как можно более тонким слоем. Процедура ее уплотнения используемыми сегодня способами может вызвать повреждение или даже поломку чипа.

IBM новый подход к дизайну систем охлаждения
Схема поперечного сечения системы охлаждения с прямым вспрыскиванием

Инженеры IBM с помощью сложной микротехнологии разработали специальную насадку на микросхему с сетью древоподобных каналов на ее поверхности. Структура сетки разработана таким образом, что термопаста под прикладываемым давлением распределяется более равномерно. Это позволяет для получения контакта нужной плотности использовать давление в два раза меньшее, чем в типичных случаях (что снижает риск повреждения чипа), и в десять раз улучшить перенос тепла через поверхность.

IBM новый подход к дизайну систем охлаждения
Поперечное сечение системы охлаждения посредством прямого контакта с потоком, полученное с помощью растрового электронного микроскопа (синие стрелки- потоки воды)

Уникальная и очень эффективная конструкция заимствована из биологии. Иерархическую систему каналов достаточно часто можно обнаружить в природе, например у листьев и корней деревьев, в системе кровообращения человека. Они могут переносить очень большие объемы жидкости при минимальных затратах энергии. В ирригационных сооружениях древних также использовался такой подход.

Концепция разветвленных каналов была применена и к водяной системе охлаждения. Названная direct jet impingement, что можно перевести как прямой контакт с потоком, она вспрыскивает воду на поверхность чипа и отводит ее с помощью массива из 50 тыс. тонких сопел и сложной древоподобной архитектуры каналов. Первые лабораторные результаты оказались весьма впечатляющими. Система справилась с отводом тепла вплоть до 370 Вт/см², что более чем в шесть раз выше предела современных воздушных систем – 75 Вт/см². К тому же расход энергии на отвод тепла был намного ниже, чем у других систем охлаждения.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT