Xips de refrigeració, el futur dels dispositius informàtics lleugers
Un dels principals factors que restringeixen el desenvolupament de xips d'alta potència informàtica és la seva capacitat de dissipació de calor. El problema de la dissipació de calor dels xips sempre ha afectat la indústria. Un xip de la mida d'un tap d'ungles és en realitat una font de calor de 300 watts, però en realitat, el xip ja està calent quan està molt per sota d'aquest consum d'energia. La miniaturització i l'alta integració dels xips poden provocar un augment significatiu de la densitat de flux de calor local. La millora de la potència i la velocitat de càlcul comporta un gran consum d'energia i generació de calor.
Un informe publicat per TSMC mostra que en el futur, alguns "xips grans" amb una àrea superior a 500 mil·límetres quadrats poden tenir un consum d'energia de disseny objectiu de més de 2000 watts. Malgrat la reducció contínua de la mida del procés de xip, la densitat de potència augmenta constantment. . Una vegada que el procés de semiconductor entri a 2 nm, el nombre de transistors i la potència de càlcul del xip augmentaran de manera significativa de manera natural. El ràpid augment de la potència de càlcul d'IA continuarà suposant reptes importants per a la refrigeració i la refrigeració de xips d'alta potència. En l'actualitat, tota la indústria dels xips d'electrònica de consum ha entrat en un cercle viciós de "rendiment significativament millorat i consum d'energia en ràpid augment", mostrant una tendència a "intercanviar el consum d'energia per rendiment".
Recentment, Frore Systems, una innovadora solució de refrigeració d'estat sòlid basada en MEMS piezoelèctrics, va anunciar que els ordinadors portàtils equipats amb la seva solució de xip de refrigeració activa MEMS (AirJet) es llançaran a principis de 2023, proporcionant un millor rendiment de refrigeració que els ventiladors tradicionals alhora que redueixen el soroll. El xip de refrigeració AirJet és una solució al problema de refrigeració que limita el rendiment de la CPU als ordinadors portàtils actuals. Es tracta d'una anomenada "solució de refrigeració en estat sòlid" que abandona completament els mètodes tradicionals de refrigeració del ventilador.
A més, Huawei i l'Institut Tecnològic de Harbin han sol·licitat conjuntament una patent anomenada "Diamond Chip". Aquest és un xip de dissipació de calor eficient fet de materials de diamant, que pot resoldre el problema d'escalfament dels xips d'alt rendiment i obrir un nou camí per millorar el rendiment dels xips. El diamant és un cristall compost d'elements de carboni, amb excel·lents propietats físiques i químiques. El diamant, com a mineral natural, té una excel·lent conductivitat tèrmica. L'aplicació de diamants a la dissipació de calor dels xips electrònics pot millorar significativament la seva eficiència de dissipació de calor. En comparació amb els materials tradicionals, alleuja eficaçment els problemes causats pel funcionament a llarg termini d'alta temperatura dels xips.
Tot i que en algunes aplicacions es poden utilitzar solucions úniques, la majoria dels mercats han de trobar maneres de fer més amb menys recursos, la qual cosa significa tenir més funcionalitat per watt. El cost associat amb això és molt superior al de les solucions anteriors.
