Technoleg oeri sglodion microchannel
Oeri hylif yw dyfodol canolfannau data. Ni all yr aer drin y dwysedd pŵer sy'n cyrraedd y neuadd ddata, felly mae hylif trwchus â chynhwysedd thermol uchel yn llifo i'r cysylltiad. Wrth i ddwysedd gwres offer TG gynyddu, mae'r hylif yn dod yn agosach ato. Ond pa mor bell y gall hylifau ddod yn agos? Derbynnir yn eang i weithredu system cylchrediad dŵr trwy ddrws cefn cypyrddau canolfan ddata. Nesaf, mae'r system yn parhau i gylchredeg dŵr i'r bwrdd oer ar gydrannau arbennig o boeth fel GPUs neu CPUs. Yn ogystal, mae'r system drochi yn suddo'r rac cyfan i'r hylif dielectrig, felly gall yr oerydd ddod i gysylltiad â phob rhan o'r system. Mae'r prif gyflenwyr bellach yn cynnig gweinyddwyr sydd wedi'u hoptimeiddio ar gyfer trochi.
Ym 1981, cynigiodd yr ymchwilwyr David Tuckerman ac RF Pease o Brifysgol Stanford ysgythru “microsianelau” bach i mewn i sinciau gwres er mwyn cael gwared â gwres yn fwy effeithiol. Mae gan sianeli bach arwynebedd mwy a gallant gael gwared â gwres yn fwy effeithiol. Maent yn awgrymu y gall sinciau gwres ddod yn rhan o sglodion VLSI, ac mae eu harddangosiad yn dangos y gall sinciau gwres microsianel gynnal fflwcs gwres trawiadol o 800W y metr sgwâr.
Gyda datblygiad gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion a'i fynediad i strwythurau tri dimensiwn, mae'r syniad o oeri a phrosesu integredig wedi dod yn fwy ymarferol. Gan ddechrau o'r 1980au, ceisiodd gweithgynhyrchwyr droshaenu cydrannau lluosog ar sglodion silicon. Gall creu sianeli ar ben sglodion silicon aml-haen fod yn ddull cyflym a gorau posibl ar gyfer oeri, oherwydd gall ddechrau trwy weithredu rhigolau bach tebyg i esgyll ar sinc gwres. Ond nid yw'r syniad hwn wedi cael llawer o sylw oherwydd bod cyflenwyr sglodion yn gobeithio defnyddio technoleg 3D i bentyrru cydrannau gweithredol. Mae'r dull hwn bellach yn cael ei dderbyn gan gof dwysedd uchel, ac mae patentau Nvidia yn nodi y gallai fod bwriad i bentyrru GPUs.
Mae ymchwilwyr wedi bod yn gweithio ar ysgythru sianeli microfluidig ar wyneb sglodion silicon ers sawl blwyddyn. Cydweithiodd tîm o Sefydliad Technoleg Georgia ag Intel yn 2015 i fod y cyntaf o bosibl i gynhyrchu sglodyn FPGA gyda haen oeri microhylifol integredig, wedi'i leoli dim ond ychydig gannoedd o ficromedrau i ffwrdd o'r man lle mae'r transistor yn gweithio ar silicon. "Fe wnaethon ni ddileu'r sinc gwres ar ben y sglodion silicon trwy oeri'r hylif dim ond ychydig gannoedd o ficromedrau i ffwrdd o'r transistor," meddai'r Athro Muhannad Bakir, arweinydd tîm yn Sefydliad Technoleg Georgia, mewn datganiad i'r wasg. Credwn y bydd integreiddio oeri microfluidig yn uniongyrchol ac yn ddibynadwy i silicon yn dod yn dechnoleg aflonyddgar ar gyfer y genhedlaeth nesaf o gynhyrchion electronig.
Mae rhwydwaith 3D o sianeli oeri microhylifol wedi'i ddylunio y tu mewn i'r sglodyn, sydd wedi'i leoli ychydig o ficrometrau o dan y rhan weithredol o bob dyfais transistor, lle mae gwres yn cael ei gynhyrchu. Gall y dull hwn wella perfformiad oeri 50 gwaith. Mae microsianeli yn cludo hylifau yn uniongyrchol i fannau problemus ac yn trin dwysedd pŵer rhyfeddol o 1.7 kW fesul centimedr sgwâr. Mae hyn yn cyfateb i 17MW fesul metr sgwâr, sydd sawl gwaith y fflwcs gwres GPU cyfredol.
Mae anhawster afradu gwres yn golygu na all y sglodion mwyaf heddiw ddefnyddio pob transistor ar unwaith, fel arall byddant yn gorboethi. Gall cymhwyso microfluidics wella perfformiad ac effeithlonrwydd sglodion. Mae'n bosibl gweithredu canolfannau data yn fwy effeithlon heb yr angen am systemau rheweiddio ynni-ddwys.
