Gli scienziati potrebbero aver trovato la risposta a chip più piccoli e più veloci che potrebbero inaugurare il futuro dei processori, e quella risposta potrebbe essere l’utilizzo di nanofili di silicio-28.
Sebbene inizialmente la tecnologia fosse stata considerata poco efficace, ulteriori ricerche e modifiche hanno dimostrato che il materiale potrebbe essere in grado di condurre il calore fino al 150% in modo più efficiente.
Nei processori avanzati, così come in vari altri hardware di computer (come schede grafiche), il caldo può essere un vero nemico. I componenti che si surriscaldano non funzionano al meglio. Il calore contribuisce anche all'usura e, nel peggiore dei casi, può essere il catalizzatore della rottura dei componenti del tuo PC. Pertanto, la maggior parte dei produttori presta molta attenzione alle caratteristiche termiche, ma più potenti diventano i nostri componenti, più difficile è mantenerli freddi senza renderli enormemente enormi.
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Nei processori, il silicio è un isolante termico naturale, ma come notato da L'hardware di Tom, non è un ottimo conduttore di calore. Poiché i microchip diventano più piccoli con ogni generazione ma sono ancora pieni di miliardi di transistor, l’uso del silicio diventa più complicato.
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Per combattere questo problema, gli scienziati continuano a ricercare varie tecnologie che possono rendere i chip più efficienti senza dover scendere a compromessi su dimensioni e caratteristiche termiche. Secondo un articolo pubblicato dal Lawrence Berkeley National Laboratory, gli scienziati potrebbero aver trovato la chiave per una migliore conduttività termica nei processori, utilizzando il silicio-28 purificato (Si-28).
Il silicio naturale può essere scomposto in tre isotopi: silicio-28, silicio-29 e silicio-30. Il primo dei tre, Si-28, costituisce circa il 92% di tutto il silicio naturale ed è spesso scelto come miglior conduttore di calore una volta purificato. Dopo essere stato purificato, le sue capacità di conduzione del calore aumentano di circa il 10%. Anche se un guadagno del 10% non è poi così misero, non è stato considerato utile fino ad ora, quando gli scienziati coinvolti in questo progetto hanno esaminato più da vicino il silicio-28.
A prima vista, non è cambiato nulla: i ricercatori sono stati in grado di confermare che il Si-28 purificato ha fornito solo un miglioramento del 10% rispetto al silicio naturale. Tuttavia, quando sono passati all’utilizzo di nanofili da 90 nm, che sono circa mille volte più grandi di una ciocca di capelli umani, i risultati sono stati esponenzialmente migliori. L'utilizzo di nanofili Si-28 da 90 nm ha mostrato un miglioramento del 150% nella conduttività termica, superando di gran lunga le aspettative degli scienziati.
“Ci aspettavamo di vedere solo un beneficio incrementale – qualcosa come il 20% – dall’uso di isotopicamente puri materiale per la conduzione del calore dei nanofili", ha affermato Junqiao Wu, uno degli scienziati coinvolti nel progetto progetto. Immaginate la sorpresa quando il vantaggio si è rivelato pari al 150% invece del 20% a cui puntavano.
C'è una lunga spiegazione tecnica dietro il motivo per cui è stato così, ma per dirla in termini più semplici, il nuovo il materiale è stato in grado di ridurre due meccanismi che in precedenza bloccavano parte della conduttività termica fornita da Si-28. Assicurati di immergerti più a fondo nel articolo alla fonte originale se vuoi sapere esattamente come funziona.
Per il resto di noi che siamo utenti finali piuttosto che scienziati, cosa significano questi nuovi nanofili di silicio termoconduttori notevolmente migliorati? Potrebbe essere il prossimo passo nel percorso infinito verso chip più piccoli, ma più densi. Se le temperature potessero essere migliorate notevolmente, ciò potrebbe consentire ai futuri produttori di chip di raggiungere nuovi livelli di prestazioni senza doversi preoccupare troppo delle temperature del proprio hardware.
Sebbene gli scienziati vogliano continuare la ricerca sui nanofili Si-28, concentrandosi sul controllo della conduzione del calore, non è così facile da fare. Allo stato attuale, manca il silicio-28 purificato disponibile per i test. Se sarà possibile ottenere più materiale e ulteriori ricerche si dimostreranno fruttuose, non è affatto improbabile che questa tecnologia possa trovare la sua strada nei chip futuri.
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