テクノロジーについて説明し、CPUを冷却する他の実験的方法について説明します。
/写真芸術的ボケ CC BY-SA
「金属サーマルグリース」の印刷方法
この技術の開発者は、レーザーを使用して、プロセッサの結晶と冷却液用の「印刷された」チャネルに高い熱伝導率を備えた金属合金の薄い層を堆積しました。 このために、 選択的レーザー焼結法が使用されました。
金属粉末の層がシリコン表面に均一に分布しています。 次に、レーザーがオンになり、生成された3Dモデルに従って、移動ミラーによって導かれたビームが粒子を融合します。 この手順は何度も繰り返されます。各反復で、最終製品のさまざまなセクションが形成されます。 レーザー焼結自体は 1秒未満で行われます。
チップに適用される合金は、チタン、スズ、銀で構成されています。 最後の2つは、材料の融点を下げるために必要です。 したがって、金属はより長く液体状態のままになり、急激な硬化による層の変形を回避するのに役立ちます。
選択的なレーザー焼結により、人間の髪の毛の直径の数千倍の厚さの金属層を形成することができました。 これにより、クーラントがチップから過剰な熱を直接拾い上げ、サーマルグリースが不要になります。
この技術でできること
専門家は、 熱伝導率が39 W /（m•K）の合金を手に入れることができました。これは、 熱界面用の他の材料（熱グリースまたはポリマー化合物）の7倍です。 これにより、他の冷却システムと比較して、チップの温度を10℃下げることができました。
この新技術は、2つの問題を解決するように設計されています。データセンターのエネルギーコストを削減し、プロセッサーの寿命を延ばします（オーバーヒートが少ないため）。 開発者によると、本発明はグローバルデータセンターのエネルギー消費を5％削減し、IT業界が年間最大4億3800万ドルを節約できるようにします。
これまでのところ、この技術は実験室条件でのみテストされており、実際のデータセンターでどのように機能するかは不明です。 ただし、近い将来、研究者は技術の特許を取得し、必要なテストを実施する予定です。
他の誰がチップ冷却を実験していますか
ビンガムトン大学だけでなく、チップ冷却技術に取り組んでいます。 カリフォルニア大学の彼らの同僚は、高熱伝導率を備えた超高純度のヒ化ホウ素結晶を初めて合成しました。 得られた値は1300 W /（m•K）近くでしたが、ダイヤモンド（熱伝導率のチャンピオンの1つと考えられている）の場合、1000 W /（m•K）です。
この新技術により、電子機器およびフォトニクスにおける効率的な放熱システムの作成が可能になります。 ただし、このためには多くの問題を解決する必要があります。 工業的規模でヒ化ホウ素を得るのは困難です-結晶の合成で欠陥がしばしば発生し、ヒ素の有毒化合物が材料の製造に使用されます。
カリフォルニア大学の研究者は、プロセッサーからの熱放散の問題の解決にも取り組んでいます。 彼らは、チップ自体の構造を変えることを提案しました。 アイデアは、フォノン（熱を伝達する準粒子）が最大速度で熱を伝達するシリコン結晶構造を作成することです。
彼らの技術は「穴あきシリコン」と呼ばれています。 ボードに直径20 nmの小さな穴が開けられ、熱の除去が促進されます。 穴の最適な位置の場合、シリコンウェーハの熱伝導率は30％ 増加します。
この方法はまだ実装にはほど遠い-モデルのみ準備ができています。 次のステップは、技術の可能性と実際のシステムへの応用の可能性を研究することです。
/写真PxHere PD
次は何ですか
新しい熱除去技術の実用的な実装はまだ遠いです。 それらはすべてコンセプト段階またはプロトタイピング段階にあります。 優れた可能性を秘めていますが、データセンター市場での広範な導入について話す必要はありません。
このため、データセンターは現在、他の冷却方法を試しています。 最新のトレンドの1つは、 液体冷却です。 Uptime Instituteの調査によると 、世界中のデータセンターの14％が既にこのテクノロジーを実装しています。 専門家は、データセンター内の機器の密度が増加するため、将来この数字が増加することを期待しています。 隣接するサーバーが多数あるため、空冷はより困難です。
別の傾向は、データセンターの空調を制御するAIシステムです 。 研究機関によると、データセンターの約15〜25％がすでにこのような機械学習アルゴリズムを使用しています。 そして、将来的には、データセンターにおけるインテリジェントテクノロジーの人気が高まると予想されます。
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