Sut i ddatrys problem thermol pecynnu sglodion
Mae sglodion pecynnu uwch nid yn unig yn diwallu anghenion cyfrifiadura perfformiad uchel, deallusrwydd artiffisial, twf dwysedd pŵer, ac ati, ond hefyd yn cymhlethu materion afradu gwres pecynnu uwch. Oherwydd gall man poeth ar sglodion effeithio ar ddosbarthiad gwres sglodion cyfagos. Mae'r cyflymder rhyng-gysylltu rhwng sglodion hefyd yn arafach mewn modiwlau nag yn SoC.
Mae peirianwyr yn chwilio am ffyrdd effeithiol o waredu gwres o fodiwlau cymhleth. Gall gosod sglodion lluosog ochr yn ochr yn yr un pecyn liniaru materion thermol, ond wrth i'r cwmni ymchwilio ymhellach i bentyrru sglodion a phecynnu dwysach i wella perfformiad a lleihau pŵer, maent yn brwydro yn erbyn cyfres o faterion newydd yn ymwneud â gwres.
Mae'r ardal becynnu BGA fflip boblogaidd gyfredol gyda CPU a HBM oddeutu 2500 milimetr sgwâr. Gwelwn y gall sglodyn mawr ddod yn bedwar neu bum sglodyn bach. Felly mae angen cael mwy o I/O er mwyn i'r sglodion hyn gyfathrebu â'i gilydd. Felly gallwch chi ddosbarthu gwres. Mewn gwirionedd, mae rhai dyfeisiau mor gymhleth fel ei bod yn anodd ailosod cydrannau'n hawdd er mwyn addasu'r dyfeisiau hyn ar gyfer cymwysiadau maes penodol. Dyma pam mae llawer o gynhyrchion pecynnu uwch yn cael eu defnyddio ar gyfer cydrannau â symiau mawr iawn neu elastigedd pris, fel sglodion gweinydd.
Yn ystod y broses ddylunio, efallai y bydd gan ddylunwyr cylchedau gysyniad o lefelau pŵer sglodion amrywiol a osodir yn y modiwl, ond efallai na fyddant yn gwybod a yw'r lefelau pŵer hyn o fewn yr ystod dibynadwyedd. Felly, mae peirianwyr yn chwilio am ddulliau newydd o gynnal dadansoddiad thermol o ddibynadwyedd pecynnu cyn gweithgynhyrchu modiwlau pecynnu. Trwy efelychu thermol, gallwn ddeall sut mae gwres yn cael ei gynnal trwy sglodion silicon, byrddau cylched, gludyddion, TIMs, neu orchuddion pecynnu, wrth ddefnyddio dulliau safonol megis gwahaniaeth tymheredd a swyddogaeth pŵer i olrhain gwerthoedd tymheredd a gwrthiant.
Efelychu thermol yw'r dull mwyaf darbodus ar gyfer archwilio dethol a pharu deunyddiau. Trwy efelychu sglodion yn eu cyflwr gweithio, rydym fel arfer yn darganfod un neu fwy o fannau problemus, fel y gallwn ychwanegu copr i'r swbstrad o dan y mannau poeth i hwyluso afradu gwres; Neu newidiwch y deunydd pacio ac ychwanegu sinc gwres.
Mewn pecynnu, mae dros 90% o'r gwres yn cael ei wasgaru o ben y sglodion i'r sinc gwres trwy'r pecyn, fel arfer asgell fertigol yn seiliedig ar alwminiwm ocsid anodized. Mae deunydd rhyngwyneb thermol (TIM) gyda dargludedd thermol uchel yn cael ei osod rhwng y sglodion a'r pecyn i helpu i drosglwyddo gwres. Mae TIM cenhedlaeth nesaf ar gyfer CPUs yn cynnwys aloion dalennau metel (fel indium a thun), yn ogystal â thun wedi'i sintro arian, gyda dargludedd o 60W / mK a 50W / mK, yn y drefn honno.
Y cysyniad cychwynnol o becynnu uwch yw y bydd yn gweithio fel blociau adeiladu LEGO - gellir cydosod sglodion a ddatblygwyd ar wahanol nodau proses gyda'i gilydd, a bydd materion thermol yn cael eu lleddfu. Ond daw hyn ar gost. O safbwynt perfformiad a phŵer, mae'r pellter y mae angen i'r signal ei ledaenu yn hanfodol, ac mae'r gylched bob amser yn parhau i fod ar agor neu mae angen iddo fod yn rhannol agored, a all effeithio ar berfformiad thermol. Nid yw rhannu sglodion yn sawl rhan i gynyddu cynhyrchiant a hyblygrwydd mor syml ag y mae'n ymddangos. Rhaid optimeiddio pob rhyng-gysylltiad yn y pecyn, ac nid yw mannau poeth bellach yn gyfyngedig i un sglodyn.
Gellid defnyddio offer modelu cynnar i eithrio gwahanol gyfuniadau o sglodion, gan ddarparu grym gyrru gwych i ddylunwyr modiwlau cymhleth. Yn yr oes hon o ddwysedd pŵer cynyddol barhaus, bydd efelychu thermol a chyflwyno TIMs newydd yn hanfodol o hyd.
