Vízhűtés az IBM 3D-s chipjeiben

Az IBM és a Fraunhofer Intézet mérnökei egy olyan speciális megoldással álltak elő, amely állításuk szerint megfelelő mértékben hűti a háromdimenziós, egymásra rakott rétegekből álló fejlesztéseket.

A Nagy Kék már jó ideje kísérletezik az úgynevezett háromdimenziós processzorokkal, amelyekben a hagyományos, egymás mellett elhelyezkedő komponensek (processzormag, memóriainterfész és egyéb alkatrészek) vertikálisan rakódnak egymásra, a jobb helykihasználás, valamint a komplexitás, ezzel együtt pedig a teljesítmény növelése érdekében. Nagy gondot jelentett eddig a hűtés kérdése, a mérnökök azonban reményeik szerint végre megfelelő megoldást találtak.

Ez pedig nem más, mint a jól ismert, elsősorban fanatikusok, a processzorokat túlhúzók által használt vízhűtés egy speciális változata, amelyben a víz az egyes rétegek között áramlik, így hűtve a teljes szerkezetet. A gond a 3D-s chipek esetében az, hogy az IBM saját becslése szerint a teljes disszipáció, hőleadás egy 4 négyzetcentiméteres és mindössze 1 milliméter vastagságú megoldás esetén akár 1 kilowatt is lehet, ezt pedig minden egyes felhasznált réteg tovább nehezíti. Ezt már a hagyományos hűtési megoldások nem tudják elvezetni, illetve nem elég erősek ahhoz, hogy felvegyék a versenyt a rétegek között megvalósított változatokkal.


Az IBM szakemberei az emberi haj vastagságával megegyező, 50 mikronos rétegekben vezették be a vizet az egyes "szintek" közé, és sikerült úgy maximalizálni a víz áramlását, hogy eközben hermetikusan lezárták a kapcsolódási pontokat, megakadályozva ezzel, hogy a víz rövidzárlatot okozzon a szerkezeten belül. A mérnökök szerint a megoldás az emberi agy komplexitásához fogható, ahol a vér egyszerre szolgálja a hűtést és az energiaellátást, nem zavarva a neuronok milliói között zajló kommunikációt.

Az eddig elért eredményeket az IEEE ITherm konferencián ismertették, a "Forced convective interlayer cooling in vertically integrated packages" néven kiadott dokumentumban. A technikai részleteket a cég sajtóközleményében, illetve a zürichi fejlesztőcsapat oldalán találjuk meg.