هذه التقنية فائقة الذكاء يمكنها خفض درجات حرارة وحدة المعالجة المركزية بنسبة 150%

ربما وجد العلماء الإجابة على الرقائق الأصغر والأسرع التي يمكن أن تبشر بمستقبل المعالجات، وقد تكون هذه الإجابة باستخدام أسلاك السيليكون 28 النانوية.

على الرغم من أن هذه التكنولوجيا تم رفضها في البداية باعتبارها غير فعالة للغاية، إلا أن المزيد من الأبحاث والتعديلات أظهرت أن المادة قد تكون قادرة على توصيل الحرارة بكفاءة أكبر بنسبة تصل إلى 150٪.

في المعالجات المتقدمة، بالإضافة إلى العديد من أجهزة الكمبيوتر الأخرى (مثل بطاقات الرسومات)، يمكن أن تكون الحرارة عدوًا حقيقيًا. المكونات التي تعمل ساخنًا جدًا لا تؤدي أفضل أداء لها. تساهم الحرارة أيضًا في التآكل، وفي أسوأ السيناريوهات، يمكن أن تكون حافزًا لتعطل أجزاء جهاز الكمبيوتر الخاص بك. على هذا النحو، تولي معظم الشركات المصنعة اهتمامًا كبيرًا للمواد الحرارية، ولكن كلما أصبحت مكوناتنا أكثر قوة، أصبح من الصعب الحفاظ عليها باردة دون جعلها ضخمة للغاية.

وفي المعالجات يعتبر السيليكون عازلاً طبيعياً للحرارة، ولكن كما أشار أجهزة توم، إنه ليس موصلًا رائعًا للحرارة. نظرًا لأن الرقائق الدقيقة تصبح أصغر حجمًا مع كل جيل ولكنها لا تزال مليئة بمليارات الترانزستورات، فإن استخدام السيليكون يصبح أكثر صعوبة.

ولمواجهة هذه المشكلة، يواصل العلماء البحث في تقنيات مختلفة يمكنها جعل الرقائق أكثر كفاءة دون الحاجة إلى التنازل عن الحجم والحرارة. وفقًا لمقال نشره مختبر لورانس بيركلي الوطني، ربما وجد العلماء المفتاح لتحسين التوصيل الحراري في المعالجات - باستخدام السيليكون المنقى 28 (Si-28).

يمكن تقسيم السيليكون الطبيعي إلى ثلاثة نظائر: السيليكون 28، والسيليكون 29، والسيليكون 30. الأول من بين الثلاثة، Si-28، يشكل حوالي 92٪ من إجمالي السيليكون الطبيعي وغالبًا ما يتم اختياره كأفضل موصل للحرارة عند تنقيته. عند تنقيته، تزيد قدرته على توصيل الحرارة بحوالي 10%. في حين أن زيادة 10% ليست سيئة للغاية، إلا أنها لم تكن تعتبر جديرة بالاهتمام حتى الآن، عندما ألقى العلماء المشاركون في هذا المشروع نظرة فاحصة أخرى على السيليكون 28.

للوهلة الأولى، لم يتغير شيء، فقد تمكن الباحثون من التأكد من أن Si-28 المنقى يقدم تحسنًا بنسبة 10٪ فقط مقارنة بالسيليكون الطبيعي. ومع ذلك، عندما لجأوا إلى استخدام أسلاك نانوية بطول 90 نانومتر، والتي تفوق حوالي ألف مرة خصلة شعر الإنسان، كانت النتائج أفضل بشكل كبير. أظهر استخدام أسلاك Si-28 النانوية مقاس 90 نانومتر تحسنًا بنسبة 150% في توصيل الحرارة، وهو ما يتجاوز توقعات العلماء بكثير.

"كنا نتوقع أن نرى فقط فائدة تدريجية - حوالي 20٪ - من استخدام النظائر النقية وقال جونكياو وو، أحد العلماء المشاركين في البحث: "إنها مادة لتوصيل الحرارة بواسطة أسلاك متناهية الصغر". مشروع. تخيل المفاجأة عندما تبين أن الفائدة وصلت إلى 150% بدلاً من 20% التي كانوا يهدفون إليها.

هناك تفسير تقني مطول وراء حدوث ذلك، ولكن بعبارات أبسط، الجديد كانت المادة قادرة على تقليل آليتين سبق أن منعتا بعضًا من التوصيل الحراري الذي توفره سي-28. تأكد من الغوص بشكل أعمق في المقال في المصدر الأصلي إذا كنت ترغب في معرفة كيفية عمله بالضبط.

بالنسبة لبقيتنا، نحن المستخدمين النهائيين وليس العلماء، ماذا تعني هذه الأسلاك النانوية المصنوعة من السيليكون الموصلة للحرارة والمحسّنة بشكل كبير؟ قد تكون هذه هي الخطوة التالية على المسار الذي لا ينتهي نحو رقائق أصغر ولكن أكثر كثافة. إذا كان من الممكن جعل درجات الحرارة أفضل بكثير، فقد يسمح ذلك لصانعي الرقائق في المستقبل بالوصول إلى مستويات جديدة من الأداء دون الحاجة إلى القلق بشأن درجات حرارة أجهزتهم.

على الرغم من أن العلماء يريدون مواصلة البحث في الأسلاك النانوية Si-28، مع التركيز على التحكم في توصيل الحرارة، إلا أن القيام بذلك ليس بالأمر السهل. كما هو الحال الآن، هناك نقص في السيليكون المنقى 28 المتاح للاختبار. إذا أمكن الحصول على المزيد من المواد وأثبتت الأبحاث الإضافية أنها مثمرة، فليس من المستبعد على الإطلاق أن تجد هذه التقنية طريقها إلى الرقائق المستقبلية.

توصيات المحررين

• إليك كل ما يجب مراعاته عند شراء وحدة المعالجة المركزية في عام 2023
• قد يكون جهاز MacBook Air القادم من Apple خطوة كبيرة إلى الأمام
• قامت شركة Intel بتسريب وحدة معالجة مركزية غامضة ذات 34 نواة عن طريق الخطأ
• تتفوق وحدة المعالجة المركزية AMD Ryzen 7000 القادمة على Zen 3 بنسبة تصل إلى 40%
• يمكن أن تصل AMD Ryzen 7000 إلى أعلى مستويات الأداء الجديدة – بسعر

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.