Закрыть фоторежим
Закрыть фоторежим
Ваш регион:
^
Новости Поиск Темы
ОК
Применить фильтр
Вы можете фильтровать ленту,
выбирая только интересные
вам разделы.
Идёт загрузка

Физики из МФТИ разработали систему охлаждения для процессоров будущего

18 января 2016, 15:14 UTC+3 МОСКВА МОСКВА 18, января. /ТАСС
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Благодаря новым разработкам процессоры буду работать в десятки раз быстрее современных
Поделиться
Материал из 1 страницы
© Архив ТАСС/Марина Лысцева

МОСКВА, 18 января. /ТАСС/. Российские исследователи нашли решение проблемы перегрева активных компонентов оптоэлектронных микропроцессоров, сообщает в понедельник пресс-служба МФТИ.

"Такие процессоры буду работать в десятки раз быстрее современных",- говорится в пресс-релизе.

Производительность многоядерных процессоров сегодня определяется не столько скоростью работы каждого ядра, сколько скорость обмена данными между ними. Между тем, электрические медные соединения в микропроцессорах ограничены по пропускной способности, что уже не позволяет наращивать производительность: так, двукратное увеличение количества ядер не даёт двукратного роста вычислительной мощности.

Поэтому ведущие компании полупроводниковой индустрии, такие как  IBM, Oracle, Intel и HP сейчас постепенно переходят от электроники к фотонике, в которой информация  передаётся потоками фотонов, а не электронов. Кроме того, возможны гибридные системы. Так, в оптоэлектронном микропроцессоре вычисления внутри каждого ядра будут вестись за счёт электронов, а информацию между ядрами будут практически мгновенно передавать фотонные компоненты. 

Однако из-за дифракции фотонные компоненты нельзя так же легко уменьшать, как электронные. Эту проблему ученые решают переходом от объемных электромагнитных волн к плазмон-поляритонам, электромагнитным волнам, способным распространяться вдоль поверхности металлов.

Но, так же как протекание тока через резистор вызывает выделение тепла, так и фотонные компоненты разогреваются при прохождении поверхностной электромагнитной волны (см. рис. 1). Плотность тепловой мощности потерь с единицы поверхности плазмонного волновода составляет 10 кВт/см2, что в два раза превышает плотность излучения у поверхности Солнца.

Дмитрий Федянин и Андрей Вишневый, сотрудники лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ, нашли способ решения этой проблемы. Они показали, что использование различных термоинтерфейсов - слоев теплопроводящих материалов, находящихся между чипом и системой охлаждения и обеспечивающих беспрепятственный отвода тепла - позволит эффективно охлаждать высокопроизводительные оптоэлектронные чипы.

По результатам компьютерного моделирования Федянин и Вишневый сделали вывод: если оптоэлектронный чип с активными плазмонными волноводами разместить в воздухе, то его температура повысится на несколько сотен градусов Цельсия, что приведет к неработоспособности устройства. Многослойные термоинтерфейсы нано- и микрометровой толщины в сочетании с простыми системами охлаждения способны уменьшить температуру чипа с нескольких сотен до приблизительно 10 градусов Цельсия, выше температуры окружающей среды.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда и программой повышения конкурентоспособности МФТИ "5-100", а его результаты опубликованы в журнале ACS Photonics.

Показать еще
Поделиться
Новости smi2.ru
В других СМИ
Реклама
Реклама