خنک سازی تراشه‌ها زیر ذره بین MIT، دانشمندان به دنبال راهی برای خنک‌سازی تراشه‌های سه‌بعدی هستند

با گسترش استفاده از معماری سه بعدی در ریزتراشه‌ها، یکی از چالش‌های بزرگ صنعت الکترونیک، مدیریت گرمای تولید شده است. حالا محققان آزمایشگاه لینکلن دانشگاه MIT با طراحی یک تراشه گرماساز، راه جدیدی برای بهینه‌سازی سیستم‌های خنک کننده ارائه کرده‌اند. جزئیات بیشتر را در شهر سخت افزار دنبال کنید.

چرا این چیپ گرما تولید می‌کند؟

با پیشرفت فناوری‌های ساخت تراشه، نیاز است که چیپ‌ها کوچک‌تر، سریع‌تر و قوی‌تر باشند و برای رسیدن به این هدف، محققان MIT به جای پهن‌تر کردن تراشه‌ها، آن‌ها را روی هم می‌چینند، به این روش تجمیع سه بعدی هم گفته می‌شود.

با این کار سرعت ارتباط بین لایه‌ها بیشتر می‌شود، فضای کمتری اشغال می‌شود و می‌توان حتی چیپ‌های متفاوت را باهم ترکیب کرد. اما مشکل اینجاست که زمانی که این تراشه‌ها روی هم قرار می‌گیرند، گرمای بسیار  زیادی تولید می‌کنند که به راحتی قابل خنک‌سازی نیست.

به گزارش MIT، محققان می‌گویند برای اینکه بتوانیم راه‌حل‌های موثری برای خنک کردن تراشه‌های سه بعدی پیدا کنیم، ابتدا باید متوجه شویم که گرما دقیقا چطور در این ساختارها پخش می‌شود و چطور بالا می‌رود.

دانشمندان MIT برای بررسی و حل این مشکل یک تراشه جدید طراحی کرده‌اند که درست مانند یک بخاری بسیار کوچک عمل می‌کند. داخل این چیپ مدارهایی تعبیه شده که می‌توانند به اندازه 190 لپ‌تاپ گرما تولید کنند، در واقع تراشه ساخته شده، درست مانند یک شبیه‌ساز عمل می‌کند که می‌توانند خنک‌کننده‌های مختلف را روی آن امتحان کنند.

داخل این تراشه سنسورهایی قرار گرفته که می‌توانند دمای بخش‌های مختلف را لحظه به لحظه اندازه بگیرند و نشان بدهند که عملکرد خنک کننده به چه صورت است. جالب است بدانید که این چیپ هم می‌تواند گرما را به صورت یکنواخت و هم به صورت نقاط داغ تولید کند چرا که گاهی اوقات، نقاط داغ داخل تراشه دردسرساز می‌شوند.

جالب است بدانید که تا بحال هیچ تراشه‌ای ساخته نشده بود که بتوان به کمک آن به دقت بررسی کرد که سیستم‌های خنک کننده متفاوت تا چه حد برای چیپ‌های سه بعدی موثر هستند. اما حالا محققان می‌توانند با این تراشه سیستم‌های خنک کننده مختلف را امتحان کنند، دمای نقاط مختلف را اندازه بگیرند و در نهایت متوجه شوند که کدام روش خنک‌سازی برای این نوع تراشه بهتر است.

در همین رابطه بخوانید:

– ژاپنی‌ها با آب جوش سیستم خنک‌سازی ساختند؛ 7 برابر کارآمدتر از روش‌های معمول!

– فن بسیار کوچکی که برای موبایل‌ها ساخته شده و حالا به کمک پردازنده‌های هوش مصنوعی آمده است

کاربردها در دنیای واقعی

محققان حالا تراشه جدید را در اختیار آزمایشگاه HRL قرار داده‌اند، مرکزی که روی توسعه سیستم‌های خنک کننده برای تراشه‌های سه بعدی کار می‌کند. به گفته پژوهشگر این مرکز، وجود این چیپ‌تست برای آزمایش‌های محققان حیاتی است چون تا بحال هیچ صنعتی راه خنک سازی موثری برای خنک کردن چیپ‌های سه بعدی پیدا نکرده است. آن‌ها امید دارند که به کمک این تراشه آزمایشی بتوانند بهترین خنک کننده را برای این فناوری طراحی کنند. به نظر می‌رسد هدف نهایی برای طراحی چنین تراشه‌هایی، استفاده از آن‌ها برای کامپیوترهای قدرتمند، هوش مصنوعی پیشرفته‌تر و تجهیزات ارتش ایالات متحده است.

بد نیست بدانید که سازمان DARPA در وزارت دفاع آمریکا که روی فناوری‌های پیشرفته سرمایه‌گذاری می‌کند، حامی مالی اصلی این پروژه است. با این حال، با وجود این که آمریکا قصد دارد روی کاربرد نظامی تراشه‌های سه بعدی تمرکز کند، اگر محققان بتوانند به کمک این تراشه گرماساز، راه خنک سازی آن‌ها را پیدا کنند، می‌توان امیدوار بود که هوش مصنوعی و ابرکامپیوترها در آینده‌ای نزدیک، عملکرد بسیار بهتری داشته باشند.