Специалисты компании TSMC на международной конференции VLSI Symposium представили необычный проект по внедрению системы жидкостного охлаждения непосредственно в процессор.
С увеличением плотности транзисторов внутри чипов и использованием 3D-компоновки, объединяющей несколько слоев, увеличивается и сложность их эффективного охлаждения. Поэтому TSMC рассматривает принципиально новую схему отвода тепла от горячих CPU, включая серверные модели. Эксперты компании считают, что в будущем могут оказаться перспективными решения, согласно которым каналы жидкостного охлаждения будут интегрироваться в сам процессор.
В настоящее время есть два основных типа СЖО. Первый заключается в непосредственном контакте жидкости с теплораспределительной крышкой процессора, что затрудняет охлаждение нижних слоев конструкции и делает систему малоэффективной. Второй вариант подразумевает погружение всей сборки в диэлектрическую жидкость. Это более эффективное, но в большинстве случаев экономически нецелесообразное решение.
Цель TSMC заключается в разработке жидкостной системы охлаждения, способной отводить 10 Вт тепла от квадратного миллиметра площади процессора. Таким образом, у процессоров с площадью 500 мм² и больше компания нацелена на отведение 2 кВт тепла.
TSMC провела ряд исследований, применяя три разные концепции реализации СЖО: внедрение каналов с жидкостью непосредственно в верхний слой кристалла, обустройство таких же каналов вокруг активных полупроводников со слоем оксида кремния, а также использование жидкого металла в качестве охлаждающей жидкости. На конференции были представлены результаты испытаний — вариант с размещением каналов внутри кристалла показал наибольшую эффективность.
Пока что не называются даже приблизительные сроки запуска массового производства системы охлаждения нового типа.
