Gyurkity Péter
Integrált vízhűtésen dolgozik a TSMC
Három eltérő megoldást teszteltek, a cél a hűtés és a chip egybeolvasztása.
A június közepén megrendezett VLSI Symposium alatt a TSMC részletes eredményeket közölt saját, házon belül elvégzett kísérleteiről, amelyek során a chipre integrált vízhűtést, annak különböző változatait tesztelték. Az eredmények alapján van okunk a bizakodásra, bár rendkívül nehéz feladatot kellett megoldaniuk.
A külsős beszámolóban arról írnak, hogy a tajvani cég mérnökei egy rézből készült tesztpéldányt vettek szemügyre, a Thermal Test Vehicle (TTV) elsődleges feladata ugyanis nem valós teljesítmény, hanem pusztán a modern chipekre jellemző hő leadása volt. Ennek bevonásával próbáltak ki 3 eltérő megoldást, mégpedig azzal a céllal, hogy a függőlegesen egymásra helyezett rétegek mindegyikét megfelelő hőmérsékleten tartsák, vagyis ne terheljék túl a legfelső réteget, ami a hagyományos kivitel esetében szintén nagy fejtörést okoz. A hűtéshez használt vizet 3 eltérő formában vezették el, az egyikben az aktív félvezetők szigetet alkottak e körül, a másikban kisebb árkokat alakítottak ki, a harmadikban pedig egy szimpla vízcsatornát raktak a chip meglévő rétegeire, azok fölé.
A vizet ezt követően egy külső megoldással hűtötték vissza 25 Celsius-fokra, viszont ennek kapcsán is három eltérő változatot próbáltak ki. Ezek egyike a direct water cooling (DWC) névre hallgat, ennél a gyártási folyamat során alakítják ki az áramlást biztosító csatornákat a szilíciumon, a másikban ezen csatornák saját szilícium-rétegükön kapnak helyet (Thermal Interface Material layer of OX) a chip tetején, míg a harmadikban ez utóbbi Silicon Oxide Fusion réteget cserélték le egy olcsóbb megoldással. A leghatékonyabb példány az első volt, amely 2,6 kilowatt hőt tudott megfelelő módon elvezetni, a hőmérséklet-delta pedig 63 Celsius-foknál állt meg. Az OX TIM esetében ez 2,3 kilowatt volt, míg az olcsóbb példány 1,8 kilowattnál tetőzött – a vízáramlás tekintetében az első, szigetes változat bizonyult a legjobbnak, magasan megelőzve a másik két példányt.
Attól még picit messze vagyunk, hogy ezen megoldásokat a kereskedelmi forgalomba szánt termékekben helyezzék el, de mindenképpen biztató, hogy zajlanak az első kísérletek.
A június közepén megrendezett VLSI Symposium alatt a TSMC részletes eredményeket közölt saját, házon belül elvégzett kísérleteiről, amelyek során a chipre integrált vízhűtést, annak különböző változatait tesztelték. Az eredmények alapján van okunk a bizakodásra, bár rendkívül nehéz feladatot kellett megoldaniuk.
A külsős beszámolóban arról írnak, hogy a tajvani cég mérnökei egy rézből készült tesztpéldányt vettek szemügyre, a Thermal Test Vehicle (TTV) elsődleges feladata ugyanis nem valós teljesítmény, hanem pusztán a modern chipekre jellemző hő leadása volt. Ennek bevonásával próbáltak ki 3 eltérő megoldást, mégpedig azzal a céllal, hogy a függőlegesen egymásra helyezett rétegek mindegyikét megfelelő hőmérsékleten tartsák, vagyis ne terheljék túl a legfelső réteget, ami a hagyományos kivitel esetében szintén nagy fejtörést okoz. A hűtéshez használt vizet 3 eltérő formában vezették el, az egyikben az aktív félvezetők szigetet alkottak e körül, a másikban kisebb árkokat alakítottak ki, a harmadikban pedig egy szimpla vízcsatornát raktak a chip meglévő rétegeire, azok fölé.
A vizet ezt követően egy külső megoldással hűtötték vissza 25 Celsius-fokra, viszont ennek kapcsán is három eltérő változatot próbáltak ki. Ezek egyike a direct water cooling (DWC) névre hallgat, ennél a gyártási folyamat során alakítják ki az áramlást biztosító csatornákat a szilíciumon, a másikban ezen csatornák saját szilícium-rétegükön kapnak helyet (Thermal Interface Material layer of OX) a chip tetején, míg a harmadikban ez utóbbi Silicon Oxide Fusion réteget cserélték le egy olcsóbb megoldással. A leghatékonyabb példány az első volt, amely 2,6 kilowatt hőt tudott megfelelő módon elvezetni, a hőmérséklet-delta pedig 63 Celsius-foknál állt meg. Az OX TIM esetében ez 2,3 kilowatt volt, míg az olcsóbb példány 1,8 kilowattnál tetőzött – a vízáramlás tekintetében az első, szigetes változat bizonyult a legjobbnak, magasan megelőzve a másik két példányt.
Attól még picit messze vagyunk, hogy ezen megoldásokat a kereskedelmi forgalomba szánt termékekben helyezzék el, de mindenképpen biztató, hogy zajlanak az első kísérletek.