مواد جدید با کنترل گرما باعث خنک شدن کامپیوترها می‌شود

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، مهندسان دانشگاه UCLA به منظور کاهش گرمای پردازنده‌های کامپیوتر و بهبود عملکرد آنها موفق به ادغام یک ماده نیمه‌هادی جدید در تراشه‌های کامپیوتری پرقدرت شدند. این ماده جدید به میزان قابل توجهی بهره‌وری انرژی را در یک تراشه افزایش خواهد داد و تأثیر خنک‌کنندگی آن نسبت به دستگاه‌های مدیریت حرارتی موجود بسیار بهتر است.

این ماده توسط یونگجی هو(Yongjie Hu)، دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا UCLA تولید شده و اخیراً یافته‌های مرتبط به آن به صورت یک مقاله در نیچر الکترونیکز منتشر شده است.

بیشتر بخوانید:

تراشه‌های سه‌بعدی ساخته شدند

معرفی نسل یازدهم تراشه‌های هوشمند اینتل

طی سالیان گذشته پردازنده‌های کامپیوتری در مقیاس‌های نانومتری کوچک شده و میلیاردها ترانزیستور روی یک تراشه کامپیوتر قرار گرفته است. گرچه افزایش تعداد ترانزیستورها به سرعت و قدرتمندتر شدن کامپیوترها کمک می‌کند اما همچنین در یک فضای کاملاً متراکم نقاط داغ بیشتری ایجاد می‌شود. بدون روشی کارآمد برای دفع گرما در حین کار، پردازنده‌های کامپیوتری سرعت خود را کم کرده و این منجر به محاسباتی غیرقابل اعتماد و ناکارآمد می‌شود(و بهره‌وری کامل از این میزان ترانزیستور صورت نمی‌گیرد). علاوه بر این، گرمای متمرکز و دمای فزاینده تراشه‌های کامپیوتر به انرژی اضافی نیاز دارد تا از گرم شدن بیش از حد پردازنده‌ها جلوگیری کند.

برای حل این مشکل، یونگجی هو و تیمش در سال ۲۰۱۸ پیشگام ساخت یک ماده جدید فوق‌العاده برای کنترل حرارت شدند. محققان در آزمایشگاه خود آرسنید بور (boron arsenide) بی‌نقصی را ایجاد کردند و دریافتند که این ماده در دفع گرما بسیار مؤثرتر از سایر مواد فلزی یا نیمه هادی مشهور همچون الماس و کاربید سیلیکون است. اکنون برای اولین بار با تلفیق این مواد در دستگاه‌های پردازشی، اثربخشی این ماده از منظر علمی به اثبات رسیده است.

محققان در آزمایش‌های خود از تراشه‌های کامپیوتر با پیشرفته‌ترین ترانزیستورهای موجود از نیترید گالیم (ترانزیستورهای با تحرک با الکترون بالا یا HEMT ) استفاده کردند. هنگام کار پردازنده‌ها با تقریباً حداکثر ظرفیت بار کاری، تراشه‌هایی که از آرسنید بور استفاده می‌کردند در برابر بالاترین دمای اتاق(تقریباً ۱۸۸ درجه فارنهایت) تحمل‌پذیری خوبی نشان دادند و عملکردشان به مراتب بهتر از تراشه‌هایی بود که در از الماس برای کنترل گرما استفاده می‌شد. دانشمندان معتقدند با توسعه تراشه‌های مجهز به این ماده می‌توان عملکرد سیستم‌ها را بهبود بخشید.

انتهای پیام/۴۱۶۰