Nowy materiał pozwoli na zwiększenie wydajności procesorów

Odkrycie naukowców może poprawić chłodzenie procesorów. Materiał wykonany z nanodrucików czystego krzemu ma znacznie lepszą przewodność cieplną.

Arkadiusz Strzała

20 maja 2022 11:55

Nowy materiał pozwoli na zwiększenie wydajności procesorów.

Fot. powyżej: Unsplash / Laura Ockel

W SKRÓCIE:

nanodruciki wykonane z krzemu jednorodnego izotopowo mogą usprawnić chłodzenie procesorów.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley odkryli sposób na poprawę przewodnictwa cieplnego krzemu. Siatka z nanodrucików (1000 razy cieńszych od ludzkiego włosa) czystego krzemu dzięki pewnymi zjawiskom może pozwolić na lepsze chłodzenie procesorów, dalszą ich miniaturyzację i zwiększenie mocy obliczeniowej.

Aby zrozumieć, na czym polega innowacja, warto sobie uzmysłowić, że obecne procesory nie są produkowane z jednorodnego krzemu. Około 92% ich masy to izotop krzem-28, pozostała część składa się z krzemu-29 i krzemu-30.

Sam materiał nanodrucikowy, który stworzyli naukowcy, wykonany z krzemu o standardowym składzie (czyli z trzech izotopów) nie przynosi oczekiwanego rezultatu, gdyż fonony przechodząc przez izotopy o innej liczbie masowej ulegają spowolnieniu lub rozproszeniu. Jeśli jednak nanodruciki zostaną wykonane w całości z krzemu-28, przewodność cieplna poprawia się o 150%.

Odkrycie, że dwa oddzielne mechanizmy blokowania fononów – powierzchnia materiału i izotopy, które wcześniej uważano za niezależne od siebie – teraz działają synergistycznie z korzyścią dla nas przy przewodzeniu ciepła, jest bardzo zaskakujące, ale też bardzo satysfakcjonujące. – mówi Junqiao Wu, kierownik badań

Zespół badawczy nadal pracuje nad swoim odkryciem – pozostaje jeszcze kwestia kosztów tej technologii. Wcześniej podejmowano już próby produkcji procesorów jednorodnych izotopowo, ale skończyły się one niepowodzeniem – zysk przewodności cieplnej był zbyt niski, by uzasadnić większy koszt produkcji.

Nowy materiał złożony z nanodrucików krzemu-28 może jednak to zmienić, bo daje znacznie większy skok parametrów. Być może wystarczający, by wprowadzenie tej technologii na rynek komercyjny było opłacalne.

Fonony

Odmiana drgań wibracyjnych struktury krystalicznej w mechanice kwantowej. Inaczej można je nazwać drganiami cieplnymi lub bardziej profesjonalnie – kwazicząstką stanowiącą kwant energii drgań. Nazwa nawiązuje do pojęć dźwiękowych, ponieważ prędkość propagacji fononu to zarazem prędkość rozchodzenia się dźwięku w strukturze. Pojęcie to wyjaśnia wiele zjawisk związanych z przewodnością cieplną ciał stałych.

Może Cię zainteresować:

Więcej:Xiaomi 17 z nowym Snapdragonem to najwydajniejszy smartfon z Androidem