Технологија хлађења микроканалног чипа
Течно хлађење је будућност дата центара. Ваздух не може да поднесе густину снаге која стиже у салу података, тако да густа течност са високим термичким капацитетом тече у прикључак. Како се густина топлоте ИТ опреме повећава, течност јој се приближава. Али колико далеко се течности могу приближити? Широко је прихваћено да се систем циркулације воде користи кроз задња врата ормара центра података. Затим, систем наставља да циркулише воду до хладне плоче на посебно врућим компонентама као што су ГПУ или ЦПУ. Поред тога, систем за урањање потапа цео сталак у диелектрични флуид, тако да расхладна течност може доћи у контакт са сваким делом система. Главни добављачи сада нуде сервере оптимизоване за урањање.
Године 1981. истраживачи Давид Туцкерман и РФ Пеасе са Универзитета Станфорд предложили су урезивање сићушних "микроканала" у хладњаке како би се ефикасније уклонила топлота. Мали канали имају већу површину и могу ефикасније да одводе топлоту. Они сугеришу да хладњаци могу постати компонента ВЛСИ чипова, а њихова демонстрација показује да микроканални хладњаци могу да подрже импресиван топлотни ток од 800 В по квадратном метру.
Са развојем производње полупроводника и њеним уласком у тродимензионалне структуре, идеја интегрисаног хлађења и обраде постала је практичнија. Почевши од 1980-их, произвођачи су покушали да преложе више компоненти на силицијумске чипове. Прављење канала на врху вишеслојних силицијумских чипова може бити брз и оптималан метод за хлађење, јер може почети једноставним постављањем малих жлебова сличних перајима на хладњаку. Али ова идеја није добила велику пажњу јер се добављачи чипова надају да ће користити 3Д технологију за слагање активних компоненти. Овај метод је сада прихваћен од стране меморије високе густине, а Нвидиа патенти указују на то да може бити намењен за слагање ГПУ-ова.
Истраживачи већ неколико година раде на урезивању микрофлуидних канала на површину силицијумских чипова. Тим са Технолошког института Џорџије сарађивао је са Интелом 2015. како би потенцијално био први који ће произвести ФПГА чип са интегрисаним микрофлуидним слојем за хлађење, који се налази само неколико стотина микрометара од места где транзистор ради на силицијуму. „Уклонили смо хладњак на врху силицијумског чипа тако што смо течност охладили само неколико стотина микрометара од транзистора“, рекао је професор Муханнад Бакир, вођа тима на Технолошком институту Џорџије, у саопштењу за јавност. Верујемо да ће интеграција микрофлуидног хлађења директно и поуздано у силицијум постати реметилачка технологија за следећу генерацију електронских производа.
Унутар чипа је дизајнирана 3Д мрежа микрофлуидних канала за хлађење, која се налази само неколико микрометара испод активног дела сваког транзисторског уређаја, одакле се генерише топлота. Овај метод може побољшати перформансе хлађења за 50 пута. Микроканали транспортују течности директно до врућих тачака и рукују задивљујућом густином снаге од 1,7 кВ по квадратном центиметру. Ово је еквивалентно 17 МВ по квадратном метру, што је неколико пута више од тренутног топлотног флукса ГПУ-а.
Тешкоћа одвођења топлоте значи да највећи чипови данас не могу да користе све транзисторе одједном, иначе ће се прегрејати. Примена микрофлуидике може побољшати перформансе и ефикасност чипа. Могуће је ефикасније управљати дата центрима без потребе за енергетски интензивним расхладним системима.
