Исследователи говорят, что термоэлектрические устройства могут решить проблему перегрева при уменьшении транзисторов.

Важные новости

 Исследователи говорят, что термоэлектрические устройства могут решить проблемы перегрева при уменьшении размеров транзисторов

Встроенный TED для управления переходными процессами внутри кристалла. Фото: Nature Communications (2024 г.). DOI: 10.1038/s41467-024-48583-9

Электронная промышленность сталкивается с новой проблемой. В то время как количество транзисторов в компьютерных чипах уменьшается, выделяемое ими тепло только увеличивается. Перегрев может привести к снижению производительности схемы, увеличению мощности утечки или даже к полному выходу транзисторов.

Группа исследователей из Университета Питтсбурга и Университета Карнеги-Меллона предлагает локально встроенные термоэлектрические устройства (TED), которые могут выполнять активное охлаждение внутри контуров. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

«Такие схемы, как тактовые генераторы и арифметико-логические устройства (АЛУ), создают высокочастотные тепловые потоки, пиковые точки которых возникают на микропрофессоре», — объяснил Фэн Сюн, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Инженерной школы Питта Суонсона. «Системы охлаждения такого размера чипа слишком спроектированы, и необходима более целенаправленная стратегия для рассеивания тепла в этих горячих точках».

TED находит горячую точку

Единственный способ охлаждения опускание объекта – это отвод от него тепла—или энергии—. Эти цепи генерируют тепло с очень высокой частотой. С помощью TED эти высокочастотные колебания температуры можно полностью устранить.

TED отводят тепло из горячих точек внутри цепей в более холодные области по всему устройству, используя термоэлектрические эффекты на той же частоте. Исследователи доказали свою теорию, используя экспериментальные данные измерений теплового отражения в частотной области (FDTR), выполненных непосредственно на активно охлаждаемом термоэлектрическом устройстве, где лазер накачки воспроизводит переходную горячую точку. Команда использовала материалы с высокой теплопроводностью, что теоретически повышает эффективность охлаждения в 100 раз по сравнению с обычными термоэлектрическими материалами.

«Мы продемонстрировали практический метод активного подавления переходных изменений температуры на элементах схемы с помощью TED. », — сказал Фэн. «Этот результат открывает новый путь к оптимизации проектирования систем охлаждения для кратковременных локализованных горячих точек в интегральных схемах».

Дополнительная информация: Йихан Лю и др. др., Термоэлектрическое активное охлаждение для временных горячих точек в микропроцессорах, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48583-9

Информация журнала: Nature Communications Предоставлено Питтсбургским университетом

Новости сегодня

Последние новости