Компания TSMC предложила интегрировать систему охлаждения непосредственно в процессоры. Об этом специалисты компании рассказали на мероприятии VLSI Symposium. Такой подход будет особенно актуальным для крупных дата центров. Мощным серверам необходимо отводить достаточно много тепловой энергии. Сейчас эта проблема решается погружением серверов в специальную жидкость. Новый способ охлаждения более энергоэффективен и позволит занимать системам охлаждения меньшую площадь.
Пока данный проект находится на стадии разработки и не известно получится ли эффективно его реализовать. Также стоит учесть, что многие современные процессоры многослойные и погружение в специальную жидкость не дает равномерного охлаждения для всех компонентов процессора. К тому же через верхний слой чипа проходит тепло от нижних слоев, это дополнительно нагружает компоненты процессора.
Цель TSMC заключается в разработке жидкостной системы охлаждения, способной отводить 10 Вт тепла от квадратного миллиметра площади процессора. Таким образом, у чипов с площадью 500 мм² и больше компания нацелена на отведение 2 кВт тепла. Для решения вопроса TSMC предложила несколько способов:
- тDWC (Direct Water Cooling): микроканальцы жидкостного охлаждения проделаны в верхнем слое самого кристалла;
- Si Lid with OX TIM: жидкостное охлаждение добавляется как отдельный слой с микроканальцами, с основным кристаллом слой стыкуется через OX (Silicon Oxide Fusion) в качестве теплопередающего интерфейса Thermal Interface Material (TIM);
- Si Lid with LMT: вместо слоя OX используется жидкий металл.
Самым эффективным методом специалисты считают тDWC. При этом методы микроканалы располагаются внутри самого кристалла процессора. Такой способ позволяет отводить до 2,6 кВт тепла. В тестах разница в температуре составила 63 градуса.
В методе тDWC используется специальная алмазная фреза, она создает каналы шириной 200-210 мкм и глубиной 400 мкм. Толщина слоя кремния на 300-мм подложках составляет 750 мкм.
