Перспективы охлаждения чипов и как нанотрубки Si-28 в этом могут помочь / Кремний :: чип :: охлаждение :: процессор :: много букав :: технологии

технологии много букав процессор охлаждение чип Кремний 

Перспективы охлаждения чипов и как нанотрубки Si-28 в этом могут помочь

14 28.086
Si
Silicon,технологии,много букав,процессор,охлаждение,чип,Кремний

Ученые обнаружили и продемонстрировали новый материал для использования в передовых процессорах, который может проводить тепло на 150% эффективнее, говорится в с татье, опубликованной Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли (https://newscenter.lbl.gov/2022/05/17/silicon-nanowires-take-the-heat/). Накопление тепла в процессорах — большая проблема для производительности, а кремний действует как естественный теплоизолятор, препятствуя охлаждению. Есть надежда, что с применением новой технологии сверхтонких кремниевых нанотрубок чипы смогут стать меньше, быстрее и холоднее благодаря относительно простому изменению.

технологии,много букав,процессор,охлаждение,чип,Кремний

Ключевым изменением, которое было найдено, является использование изотопа очищенного кремния-28 (Si-28). Да, кремний дешев и распространен, но плохо проводит тепло, и это проблема современных чипов с десятками миллиардов транзисторов, работающих на высоких тактовых частотах. Природный кремний состоит из трех изотопов: кремний-28, кремний-29 и кремний-30. Кремний-28 является наиболее распространенным, составляя около 92% запасов природного кремния. Более того, давно известно, что Si-28 является лучшим проводником тепла. Очищенный Si-28 может проводить тепло примерно на 10% лучше, чем природный кремний. Однако до сих пор это преимущество считалось бесполезным. Иногда технологии заслуживают повторного изучения и переоценки по мере появления новых технологий, ведь новое - это хорошо забытое старое. Именно поэтому, ученые решили использовать очищенный Si-28 для создания ультратонких нанотрубок.

технологии,много букав,процессор,охлаждение,чип,Кремний

(Ученые Цзюньцяо Ву и Джоэл Агер)

Первоначально ученые подтвердили, что теплопроводность Si-28 всего на 10% выше, чем у природного кремния. Но это было справдливо для нанотрубок диаметром 1 мм. Однако, когда они создали нанотрубки  Si-28 толщиной 90 нм (примерно в тысячу раз тоньше человеческого волоса), теплопроводность стала на 150% лучше, что стало для них большим сюрпризом. Они ожидали повышения результатов всего на 10–20%.

Исследования выявили две основные причины отличной теплопроводности нанопроволок Si-28. Электронная микроскопия показала, что нанопротрубки Si-28 имеют более совершенное стекловидное покрытие, поэтому они не страдают от недостатков смешения/исчезновения фотонов при теплопередаче нанотрубок из природного кремния. Во-вторых, на этих нанотрубках образовался естественный слой SiO2 (диоксид кремния), удерживающий фотоны, переносящие тепло, на своем пути. Таким образом, два ранее наблюдавшихся механизма блокировки фотонов были значительно уменьшены благодаря новому материалу. 

Итак, какая польза от кремниевых нанотрубок, проводящих на 150% больше тепла? Некоторые современные конструкции транзисторов уже включают кремниевые нанотрубки. Полевой транзистор Gate-All-Around Field Effect Transistor (GAA-FET) использует кремниевые нанотрубки, сложенные вместе для проведения электричества, но они все еще страдают от накопления тепла. Если этот новый материал можно будет заменить, то разработчики процессоров смогут добиться относительно быстрой и легкой победы над высоким тепловыделением чипов.

Planar FET
FinFET
GAAFET
(Nonowlre)
MBCFET™
(Nanosheet),технологии,много букав,процессор,охлаждение,чип,Кремний

Читая исходную статью, в настоящее время кажется, что очищенного Si-28, доступного для дальнейшего тестирования, явно не хватает. Образцы, использованные в описанных выше экспериментах, были взяты с бывшего советского завода (внезапно) по производству изотопов. Если преимущества действительно так хороши, как заявлено, тогда одному или нескольким производителям будет необходимо снова начать переработку Si-28. Учитывая сложность дальнейшего масштабирования технологического процесса, даже увеличение теплопроводности на 50% может быть достаточной причиной для этого, не говоря уже о заявленном улучшении на 150%. 

Подробнее
14 28.086 Si Silicon


Planar FET FinFET GAAFET (Nonowlre) MBCFET™ (Nanosheet)
технологии,много букав,процессор,охлаждение,чип,Кремний
Еще на тему
Развернуть
тут целиком

http://joyreactor.cc/post/4171584
Думаешь перед тобой кусок какой-то очередной черной блестящей хрени, который тут же рассыплется в руках - ох, я бы не был так уверен!
Это настоящий босс Земной поверхности и всей электроники - без него не было бы солнечных батарей и микросхем, а земная кора состоит только из него аж на 26% -
Wanzerr Wanzerr 23.05.202208:48 ответить ссылка 4.5
Сейчас идут разработки алмазных полупроводников. У них значительно более высокие температурные режимы, однако при из превышении полупроводник превращается в уголёк.
Интересно, слышал только про алмазные накопители
Meffol Meffol 23.05.202209:24 ответить ссылка 0.4
Тепло в веществе проводят фононы (вибрации решетки), а не фотоны.
Да, заметил ошибку, но исправить как - не знаю. Спасибо
Meffol Meffol 23.05.202209:26 ответить ссылка 1.5
Только вот фононы обычно употребляют в контексте сверхнизких температур, на которых конденсат Бозе-Эйнштейна выпадает. В условиях наших комнатных температур они уже немного теряют смысл, т.к. это всё непрерывные хаотичные вибрации, где невозможно отличить какой-либо отдельный фонон.
aberro aberro 23.05.202219:17 ответить ссылка 0.1
А их и не отличают, просто знают, что они лучше проходят по трубкам из Si-28, возможно при сверхнизких температурах это и замерили.
Фононы - виртуальные частицы, кванты колебаний кристаллической решетки. Они переносят энергию.
Может теперь мой Ryzen 5 3600 не будет греться до 95 градусов
abadonael abadonael 23.05.202209:22 ответить ссылка -6.8
Мб охлад нужен другой?
Meffol Meffol 23.05.202209:27 ответить ссылка 2.8
Может ты еще вентилятор предложишь человеку подключить или использовать пк не в глухом офисном корпусе из 00х годов?
Sk10 Sk10 23.05.202209:35 ответить ссылка 1.2
Закрытом на ключь в деревянном ящике стола...
Боже Крис...
vover vover 23.05.202210:42 ответить ссылка -0.8
Что с ним надо делать, чтобы такие температуры были?
Увы, но нет. Мой 3600 охлаждается кастомной водой и один хрен греется до 90. Частично решил проблему андервольтом. Просто нам экземпляры неудачные попались. Да и отвести тепло с маленького кристалла в углу крышки сложно чем угодно.
Попробуй не нагружать его вычислениями.
iHronos iHronos 23.05.202211:31 ответить ссылка -1.1
например не включая вообще.
Ещё лучше - отправить его на Плутон.
aberro aberro 23.05.202219:19 ответить ссылка 1.2
Зато греться будет радиатор.
aberro aberro 23.05.202219:18 ответить ссылка 0.0
>нанотрубок диаметром 1 мм
НАНОТЕХНОЛОГИЯ
наноболт
demotlvatlon.ru
photo.kommersant.ru
kosoi kosoi 23.05.202209:50 ответить ссылка 16.2
Вот тоже хотел было написать какие ж это нанотрубки, для "нано-" это уже целая градирня, а не трубка.
aberro aberro 23.05.202219:12 ответить ссылка 0.0
Silicum
ip0h ip0h 23.05.202211:20 ответить ссылка 5.1
Статья: Кремний-28 является наиболее распространенным, составляя около 92% запасов природного кремния.
ПётрХруничев (лёжа на песчаном пляже): Да и не всегда они стабильные эти изотопы.
Да, специально не указано, потому что фонит он ровно на ноль зивертов. Т.е. буквально ты фонишь на порядки интенсивнее, чем материал из очищенного изотопа.
aberro aberro 23.05.202219:21 ответить ссылка 1.8
Проснулся 5 минут назад, начинаю читать заголовок, и думаю "О, щас почитаю про перспективы охлаждения чипсов"
Предлагаю жидкостное охлждение пивасиком.
пустить охлаждённый нанопивасик по нанотрубкам. пузырики будут дополнительно охлаждать, приятно пощипывая транзисторы процессора.
Бже, неужто доживу до компов без систем охлаждения по размеру больше чем все остальные компоненты вместе взятые.
нет, это для того чтобы при существующих системах охлаждения, майнить еще сильнее!
Странно что тебя беспокоит размер, а не уровень шума. Я наоборот стараюсь обеспечить максимальную пассивность охлаждения, ставя огромные радиаторы и крупные вентиляторы с медленным вращением и околонулевым шумом.
Потому что чем меньше корпус тем проще пекарню переносить и перевозить.
Эх, если бы только существовал компактный переносной компьютер, может быть даже с автономной резервной системой питания. А ещё можно было бы сделать его складным, а клавиатуру с мышкой интегрировать в корпус...
Эх, если бы!
aberro aberro 23.05.202219:28 ответить ссылка -1.5
Ага, а как удобно было бы на нём в игори гонять! И апгрейдить! Управление интегрированной мышкой было бы богоподобным! Над уменьшенной клавиатурой не нужно было бы сидеть скрючившись! В корпус легко бы влезала RTX 3080 Ti и 27дюймовый 1440п144Гц экран!
Без обид, но шёл бы ты нахер отсюда.
Часто перевозишь пекарню? Зачем?
Не понял ответа.
Переезжать дохуя люблю, блять.
но не часто же. и там кроме пекарни небось полно остального переезжало.
Bradabar Bradabar 23.05.202220:05 ответить ссылка -1.2
Ну тебе виднее.
ну бля, если всё на это скидывать, то тебе нихера кроме промышленного ноута с тетрисом на оном и не надо. Чтобы в землянке работало, хуле.
Bradabar Bradabar 23.05.202223:48 ответить ссылка -0.9
а я не стремлюсь к огромным производительностям. мне для работы, ютубчика и игорь хватает компа размером с мыльницу без активного охлаждения. лишь бы памяти побольше было.
Напротив, повышение эффективности теплообмена кристалла процессора будет означать, что он ещё больше будет зависеть от эффективной системы охлаждения. Т.е. из-за повышения эффективности теплообмена у тебя весь кристалл в целом будет горячее, как и крышка, и радиатор. Т.к. раньше это тепло было больше сосредоточено в вычислительных блоках, а так оно распределится по всему кристаллу.
Впрочем, бутылочное горлышко всё равно термоинтерфейс между кристаллом и системой охлаждения. Т.е. если раньше это хотя бы была только термопаста, то теперь это два слоя термопасты и крышка процессора.
aberro aberro 23.05.202219:26 ответить ссылка 0.1
Я правильно понял - из-за повышения эффективности теплообмена и того что тепло будет более рассредоточено, весь кристалл в целом будет горячее?
нет, это противоречит самой статье.
Bradabar Bradabar 23.05.202223:50 ответить ссылка -0.9
сильно пахнет пиздежом. физические и химические свойства разных изотопов одинаковы. разницу в физике можно заметить только с водородом.

вообще проблема в том что нужны отчасти взаимоисключающие свойства подложки микрухи - низкая электропроводность и высокая теплопроводность
я профан в физике\матеше, пидоры со знанием вопроса объясните, как теплопроводность может быть лучше на 150%?
Вещество отдает тепла больше чем потребляет/пропускает/генерирует/???
Только зарегистрированные и активированные пользователи могут добавлять комментарии.
Похожие темы

Похожие посты
10-ядерный мобильный чип MediaTek выходит на рынок
© 16.03.2016-15:21
Китайская компания MediaTek заявила, что уже в апреле на рынок мобильных технологий выходит новый 10-ядерный процессор Helio Х20. Также уже стало известно о новом чипе Helio Х25, который является более быстрой версией Х20. Так
подробнее»

Китай мобильные телефоны технологии процессор чип скриншот

10-ядерный мобильный чип MediaTek выходит на рынок © 16.03.2016-15:21 Китайская компания MediaTek заявила, что уже в апреле на рынок мобильных технологий выходит новый 10-ядерный процессор Helio Х20. Также уже стало известно о новом чипе Helio Х25, который является более быстрой версией Х20. Так