See ülitark tehnoloogia võib vähendada protsessori soojusenergiat 150%

Teadlased võisid leida vastuse väiksematele ja kiirematele kiipidele, mis võivad protsessorite tulevikku tuua, ja see vastus võib olla räni-28 nanojuhtmete kasutamine.

Kuigi algselt peeti tehnoloogiat ebaefektiivseks, näitasid edasised uuringud ja näpunäited, et materjal võib olla võimeline juhtima soojust kuni 150% tõhusamalt.

Räni-28 nanojuhtme mikroskoopiline pilt.
Lawrence Berkeley riiklik labor

Täiustatud protsessorites, aga ka mitmes muus arvutiriistvaras (nt graafikakaardid), kuumus võib olla tõeline vaenlane. Liiga kuumad komponendid ei tööta kõige paremini. Kuumus soodustab ka kulumist ja halvimal juhul võib see olla teie arvuti osade lagunemise katalüsaatoriks. Seetõttu pöörab enamik tootjaid termokatele palju tähelepanu, kuid mida võimsamaks meie komponendid muutuvad, seda raskem on neid jahedas hoida, ilma et need muutuksid tohutult suureks.

Seotud

  • AMD peagi ilmuv Ryzen 5 5600X3D võib Inteli eelarveehituses täielikult troonilt kukutada
  • Apple võib peagi oma halvimasse sülearvutisse panna M3 kiibi
  • See käivitamine väidab, et on avanud kiirete protsessorite saladuse

Protsessorites on räni loomulik soojusisolaator, kuid nagu märkis Tomi riistvara, see pole suurepärane soojusjuht. Kuna mikrokiibid muutuvad iga põlvkonnaga aina väiksemaks, kuid on endiselt täis miljardeid transistore, muutub räni kasutamine keerulisemaks.

Soovitatud videod

Selle probleemiga võitlemiseks jätkavad teadlased erinevate tehnoloogiate uurimist, mis võivad muuta kiibid tõhusamaks, ilma et oleks vaja teha järeleandmisi suuruses ja soojuses. Lawrence Berkeley riikliku labori avaldatud artikli kohaselt võisid teadlased puhastatud räni-28 (Si-28) abil leida protsessorite parema soojusjuhtivuse võtme.

Loodusliku räni saab jagada kolmeks isotoobiks: räni-28, räni-29 ja räni-30. Esimene neist kolmest, Si-28, moodustab umbes 92% kogu looduslikust ränist ja sageli valitakse see puhastamisel parimaks soojusjuhiks. Pärast puhastamist suureneb selle soojusjuhtivus umbes 10%. Kuigi 10% kasv ei ole liiga räbal, ei peetud seda seni kasulikuks, kui selle projektiga seotud teadlased räni-28 uuesti lähemalt uurisid.

Esmapilgul pole midagi muutunud - teadlased suutsid kinnitada, et puhastatud Si-28 parandas looduslikku räni vaid 10%. Kuid kuna nad vähendasid 90 nm nanojuhtmete kasutamist, mis on umbes tuhat korda suuremad kui juuksekarva, olid tulemused eksponentsiaalselt paremad. 90 nm Si-28 nanojuhtmete kasutamine näitas soojusjuhtivuse paranemist 150%, ületades teadlaste ootusi.

Junqiao Wu ja Joel Ager.
Junqiao Wu ja Joel Ager, räni-28 nanojuhtmete väljatöötamisega seotud teadlased.UC Berkeley

"Me eeldasime, et isotooppuhtate ainete kasutamisest on ainult täiendavat kasu – umbes 20%. materjal nanojuhtme soojusjuhtimiseks," ütles Junqiao Wu, üks projektiga seotud teadlastest projekt. Kujutage ette üllatust, kui kasu osutus koguni 150%, mitte 20%, mida nad taotlesid.

Selle taga on pikk tehniline selgitus, miks see nii oli, kuid lihtsamalt öeldes on uus materjal suutis vähendada kahte mehhanismi, mis varem blokeerisid osa soojusjuhtivusest Si-28. Sukelduge kindlasti sügavamale artikkel algallikas kui soovite täpselt teada, kuidas see töötab.

Mida need uued, oluliselt täiustatud soojusjuhtivad räni nanojuhtmed meie ülejäänud jaoks, kes oleme pigem lõppkasutajad kui teadlased, tähendavad? See võib olla järgmine samm lõputul teel väiksemate, kuid tihedamate laastude poole. Kui termoelemente saab nii palju paremaks muuta, võib see võimaldada tulevastel kiibitootjatel jõuda uuele jõudluse tasemele, ilma et nad peaksid oma riistvara temperatuuride pärast nii palju muretsema.

Kuigi teadlased soovivad jätkata Si-28 nanojuhtmete uurimist, keskendudes soojusjuhtivuse kontrollimisele, pole seda nii lihtne teha. Praeguse seisuga on testimiseks saadaolevast puhastatud räni-28 puudus. Kui materjali on võimalik hankida rohkem ja edasised uuringud osutuvad viljakaks, pole sugugi ebatõenäoline, et see tehnoloogia leiab tee tulevastesse kiipidesse.

Toimetajate soovitused

  • Siin on kõik, mida kaaluda protsessori ostmisel 2023. aastal
  • Apple'i järgmine MacBook Air võib olla suur samm edasi
  • Intel lekkis lihtsalt kogemata salapärase 34-tuumalise protsessori
  • Tulevane AMD Ryzen 7000 protsessor edestab Zen 3 jõudlust kuni 40%
  • AMD Ryzen 7000 võib jõuda uusi tipptasemeid – selle hinnaga

Uuenda oma elustiiliDigitaalsed suundumused aitavad lugejatel hoida silma peal kiirel tehnikamaailmal kõigi viimaste uudiste, lõbusate tooteülevaadete, sisukate juhtkirjade ja ainulaadsete lühiülevaadetega.