Вот тогда уж будет разгон…

В американском городе Санта-Фе с 13 по 16 января прошла первая научно-техническая конференция "THERMES-2002", или "Тепловые проблемы электронных систем следующего поколения" ("Thermal Challenges in Next Generation Electronic Systems").

И название форума, и сам факт его организации свидетельствуют об остром интересе, проявляемом ныне электронной индустрией к проблемам охлаждения микросхем. Как известно, повышенное тепловыделение является неизбежным спутником прогресса в быстродействии и миниатюризации чипов. Поэтому международное сообщество инженеров и ученых сочло целесообразным учредить новый специализированный форум, сфокусировав внимание на последних достижениях и тенденциях в управлении теплообменом электронных систем.

Вряд ли можно говорить, что на конференции в Санта-Фе прозвучали революционные идеи. Скорее наоборот, преобладала тенденция возвращения к идеям давно известным, но нашедшим применения в свое время по причине их неактуальности. Например, термоакустические устройства изучаются физиками еще с XIX века, однако для охлаждения микросхем лишь недавно попытались использовать конструкцию, где тепло отводится «поющими» пластинами внутри камеры-резонатора. Группой Ореста Симко (Orest Symko) из Университета Юты уже изготовлены два прототипа - размером 4 сантиметра и 1,5 миллиметра. Характерное гудение более крупного «холодильника» некоторые люди могут слышать, однако меньшее по величине устройство «поет» уже на ультразвуковой частоте 21 кГц. Термоакустические рефрижераторы способны понижать температуру чипов на 10-20 градусов по Цельсию, и в ближайшие полгода разработчики собираются представить образец для промышленного производства.

Концептуально не новы и другие устройства, например пьезоэлектрические «микровееры» (на фото справа), активно разрабатывавшиеся еще в 1970-е годы. Сейчас такие конструкции вновь вызывают повышенный интерес благодаря неисчерпаемым возможностям миниатюризации и скромному энергопотреблению. В то же время основной недостаток подобных систем заключается в том, что они лишь незначительно понижают температуру чипа.

Если же говорить о высокоэффективном охлаждении микроэлектронных систем, то, похоже, на сегодняшний день ничто не способно сравниться с жидкостным теплоотводом. Ни термоакустические, ни пьезоэлектрические, ни сравнительно новые термоэлектрические системы пока не могут снимать, скажем, по 200 Вт энергии с квадратного сантиметра микросхемы. А подобные показатели были бы для современной электронной индустрии очень кстати. При этом еще лет двадцать назад предварительные испытания продемонстрировали, что системы водяного охлаждения для чипов позволяют отводить с квадратного сантиметра до киловатта тепла. Но, во-первых, столь серьезные показатели в те годы были никому не нужны, а во-вторых, когда мощные микрохолодильники потребовались, во весь рост встала сложнейшая инженерная задача - прокачивать охлаждающую жидкость через шланги толщиной в человеческий волос. Ныне группой Кена Гудсона (Ken Goodson) из Стэнфордского университета, создавшей микромашинную помпу (на фото справа), принципиально решена и эта проблема. Поэтому в Стэнфорде уверены, что будущее микросхем связано именно с жидкостным охлаждением. Вот тогда-то и начнется настоящий разгон процессоров…

[i42713]