Intel готовится к выпуску чипов площадью 7000 мм² с радиаторами нового поколения
Инженеры Intel опубликовали новую исследовательскую работу, в которой описывается, как должны быть устроены интегрированные теплоотводы (IHS) для оптимизации работы мощных чипов. Цель состоит в том, чтобы отказаться от монолитных IHS, возможности которых начинают исчерпываться, и перейти к более простым модульным элементам, которые можно собирать для создания более совершенных и адаптируемых конструкций.
В современных высокопроизводительных чипах используется металлический теплоотвод, который располагается поверх основного кристалла и равномерно распределяет тепло, передавая его на расположенный выше кулер через какой-либо термоинтерфейс. Однако с каждым новым поколением процессоры и графические процессоры становятся всё больше, и традиционное производство IHS с использованием штамповки уже не позволяет создавать сложные формы, необходимые для многочиповых процессоров, особенно тех, площадь которых превышает 7000 мм². Хотя передовые методы, такие как обработка на станках с ЧПУ, могут обеспечить необходимую точность, это происходит за счёт снижения скорости и стоимости.
Умное решение Intel направлено на то, чтобы полностью избежать этой сложности. IHS разделяется на несколько более мелких частей, которые производятся массово с использованием стандартных методов штамповки, а затем просто собираются в нужную форму. Части, скорее всего, будут различаться в зависимости от целевого чипа и будут состоять из основной плоской пластины, которая соприкасается с радиатором/холодной пластиной, и нескольких рам для усиления.
В статье утверждается, что такая конструкция может уменьшить общую деформацию корпуса примерно на 30 %, а долю пустот в термоинтерфейсном материале (TIM) — на 25 %, при этом улучшив копланарность — показатель ровности и гладкости поверхности — примерно на 7 %. Другими словами, такие IHS должны обеспечивать лучший контакт с кулером и, следовательно, лучшую теплопередачу. В результате сложные процессоры, изготовленные с использованием передовых технологий корпусирования, таких как Foveros, должны работать при более низкой температуре, что даёт больше возможностей для дальнейшего повышения производительности.
Учитывая стремление разработчиков к трёхмерному стекированию и созданию гетерогенных вычислительных модулей, IHS будет играть важную роль в производительности чипа. Каждый дополнительный чиплет выделяет больше тепла, которое необходимо отводить, поэтому теплоотводы должны быстрее отводить это тепло, не создавая горячих точек и не снижая жёсткость корпуса.
Исследователи также намекнули на потенциальные области применения в будущем, среди которых высокопроводящие металлические термоматериалы и даже модули радиаторов с жидкостным охлаждением, которые позволят контролировать будущие мощные ускорители.
Однако Intel — не единственная компания, которая ищет новые методы охлаждения для борьбы с растущим тепловыделением современных чипов. Например, интегрированные в корпус испарительные камеры (Integrated-package-integrated-vapor-chambers, VC-IHS) также являются серьёзными кандидатами на замену традиционных испарительных камер благодаря улучшенной способности распределять тепло в поперечном направлении, что будет важно для больших кристаллов. Охлаждение LiquidJet и вытравленные в кристалле Microsoft каналы для жидкости — это также сложные альтернативы, в которых используется более высокая теплопроводность жидкости.
Тем не менее одно не исключает другого, поскольку каждый чип, скорее всего, будет подключен к подходящей системе IHS/охлаждения. При создании крупных вычислительных центров и центров обработки данных для искусственного интеллекта нет места расточительным решениям: каждая деталь должна быть точно подобрана для выполнения своей функции — ни больше ни меньше.
Редактор: AndreyEx
