luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Физики из МФТИ разработали систему охлаждения для процессоров будущего



Российские исследователи нашли решение проблемы перегрева активных компонентов оптоэлектронных микропроцессоров, сообщает в понедельник пресс-служба МФТИ.

"Такие процессоры буду работать в десятки раз быстрее современных", — говорится в пресс-релизе.
Производительность многоядерных процессоров сегодня определяется не столько скоростью работы каждого ядра, сколько скорость обмена данными между ними — медные соединения в микропроцессорах ограничены по пропускной способности, что не позволяет наращивать производительность. Поэтому ведущие компании полупроводниковой индустрии, такие как IBM, Oracle, Intel и HP сейчас постепенно переходят от электроники к фотонике, в которой информация передаётся потоками фотонов, а не электронов. Кроме того, возможны гибридные системы. Так, в оптоэлектронном микропроцессоре вычисления внутри каждого ядра будут вестись за счет электронов, а информацию между ядрами будут практически мгновенно передавать фотонные компоненты.

Однако из-за дифракции фотонные компоненты нельзя так же легко уменьшать, как электронные. Эту проблему ученые решают переходом от объемных электромагнитных волн к плазмон-поляритонам, электромагнитным волнам, способным распространяться вдоль поверхности металлов.

Но, так же как протекание тока через резистор вызывает выделение тепла, так и фотонные компоненты разогреваются при прохождении поверхностной электромагнитной волны. Плотность тепловой мощности потерь с единицы поверхности плазмонного волновода составляет 10 кВт/см2, что в два раза превышает плотность излучения у поверхности Солнца.

Дмитрий Федянин и Андрей Вишневый, сотрудники лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ, нашли способ решения этой проблемы. Они показали, что использование различных термоинтерфейсов — слоев теплопроводящих материалов, находящихся между чипом и системой охлаждения и обеспечивающих беспрепятственный отвода тепла — позволит эффективно охлаждать высокопроизводительные оптоэлектронные чипы.

По результатам компьютерного моделирования Федянин и Вишневый сделали вывод: если оптоэлектронный чип с активными плазмонными волноводами разместить в воздухе, то его температура повысится на несколько сотен градусов Цельсия, что приведет к неработоспособности устройства. Многослойные термоинтерфейсы нано— и микрометровой толщины в сочетании с простыми системами охлаждения способны уменьшить температуру чипа с нескольких сотен до приблизительно 10 градусов Цельсия, выше температуры окружающей среды.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда и программой повышения конкурентоспособности МФТИ «5-100», а его результаты опубликованы в журнале ACS Photonics.

Tags: Россия, процессор
Subscribe

Posts from This Journal “процессор” Tag

promo luckyea77 june 19, 23:05 10
Buy for 10 tokens
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Март 2018 года Индустриализация стала основным инструментом достижения экономического богатства стран, начиная с появления прядильных машин в конце XVIII века; при смене технологических укладов менялись местами мировые промышленные лидеры. Какой…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments