Эта супер-умная технология может снизить температуру процессора на 150%.
Ученые, возможно, нашли ответ на более мелкие и быстрые чипы, которые могут открыть будущее процессоров, и этот ответ может заключаться в использовании нанопроводов из кремния-28.
Хотя технология изначально была отвергнута как не очень эффективная, дальнейшие исследования и доработки показали, что материал может проводить тепло на 150% эффективнее.
В продвинутых процессорах, а также в другом компьютерном оборудовании (например, видеокартах ) тепло может быть настоящим врагом. Компоненты, которые слишком сильно нагреваются, работают не лучшим образом. Тепло также способствует износу и в худшем случае может стать катализатором поломки деталей вашего ПК. Таким образом, большинство производителей уделяют большое внимание термическим характеристикам, но чем мощнее становятся наши компоненты, тем труднее поддерживать их охлаждение, не увеличивая их до огромных размеров.
В процессорах кремний является естественным теплоизолятором, но, как отмечает Tom's Hardware , он не является отличным проводником тепла. Поскольку микрочипы становятся все меньше с каждым поколением, но по-прежнему заполнены миллиардами транзисторов, использование кремния становится все сложнее.
Чтобы решить эту проблему, ученые продолжают исследовать различные технологии, которые могут сделать чипы более эффективными без необходимости идти на компромисс в отношении размера и температуры. Согласно статье, опубликованной Национальной лабораторией Лоуренса Беркли, ученые, возможно, нашли ключ к лучшей теплопроводности процессоров — использование очищенного Кремния-28 (Si-28).
Природный кремний можно разделить на три изотопа: кремний-28, кремний-29 и кремний-30. Первый из трех, Si-28, составляет около 92% всего природного кремния и часто выбирается как лучший проводник тепла после очистки. После очистки его теплопроводность увеличивается примерно на 10%. Хотя выигрыш в 10% не так уж и плох, он не считался целесообразным до сих пор, когда ученые, участвующие в этом проекте, еще раз внимательно изучили кремний-28.
На первый взгляд ничего не изменилось — исследователи смогли подтвердить, что очищенный Si-28 обеспечивает лишь 10-процентное улучшение по сравнению с природным кремнием. Однако, когда они сократили масштаб до использования 90-нм нанопроводов, которые примерно в тысячу раз больше, чем прядь человеческого волоса, результаты были экспоненциально лучше. Использование нанопроволок Si-28 размером 90 нм показало улучшение теплопроводности на 150%, что намного превзошло ожидания ученых.
«Мы ожидали увидеть только дополнительную выгоду — около 20% — от использования изотопно-чистого материала для теплопроводности нанопроводов», — сказал Цзюньцяо Ву, один из ученых, участвовавших в проекте. Представьте себе удивление, когда выгода оказалась на уровне 150% вместо 20%, к которым они стремились.
Существует длинное техническое объяснение, почему это произошло, но, говоря проще, новый материал смог уменьшить два механизма, которые ранее блокировали часть теплопроводности, обеспечиваемую Si-28. Обязательно изучите статью в первоисточнике , если хотите узнать, как именно это работает.
Для остальных из нас, конечных пользователей, а не ученых, что означают эти новые, значительно улучшенные теплопроводные кремниевые нанопровода? Это может стать следующим шагом на бесконечном пути к более мелким, но более плотным чипам. Если тепловые характеристики можно будет сделать намного лучше, это может позволить будущим производителям микросхем достичь новых уровней производительности, не беспокоясь о температуре своего оборудования.
Хотя ученые хотят продолжить исследования нанопроводов Si-28, сосредоточившись на управлении теплопроводностью, сделать это не так просто. В настоящее время для тестирования не хватает очищенного кремния-28. Если удастся получить больше материала и дальнейшие исследования окажутся плодотворными, вполне вероятно, что эта технология может найти применение в будущих чипах.