Hårtynn kappe gjør prosessoren kald

Mens Intel er bekymret for at kraftige prosessorer utvikler stadig mer varme, viser forskere at hårtynne kapper kan gi effektiv punktvis avkjøling av brikkene.

En gruppe ved University of California, Santa Barbara, ledet av doktorgradsstudent Xiaofeng Fan, har laget et ørlite kjøleelement som begrenser varmeutviklingen i en elektronisk aktiv halvlederbrikke, skriver Nature.com, og viser til artikkelen SiGeC/Si superlattice microcoolers i forskningsmagasinet Applied Physics Letters.

Kjøleelementene er selv i halvledermateriale. De er to mikrometer tykke, og dekker et areal på 40 ganger 40 mikrometer. De består av 200 lag, hver på 10 nanometer. Ifølge Nature.com virker disse mikrokjølerne ("microcoolers") som små termoelektriske elementer, der strøm fra det ene halvlederlaget til det neste spiller samme rolle som kjølevesken i vanlige kjøleanlegg. (Merk: Det går tusen mikrometer på en millimeter, og tusen nanometer på en mikrometer.)

Termoelektrisk kjøling er godt egnet til å avkjøle mikroprosessorer, siden elementene kan nedfelles punktvis i selve brikken. Kjøling er, som kjent, et nøkkelproblem for moderne prosessorteknologi.


Problemet er foreløpig at effekten er svært begrenset. Ved 25 grader Celsius ble temperaturen senket 2,8 grader. Ved 100 grader, ble nedkjølingen målt til 6,9 grader. Per kvadratcentimeter svarer det til en kjøleeffekt på 1000 watt. Men i forhold til den intense varmeutviklingen man erfarer i dagens avanserte mikroprosessorer, er dette langt fra nok.

Problemet som forskerne i Santa Barbara har løst, er likevel imponerende. Hvert av de to hundre lagene i kjøleelementet består av et lag dopet silisium, og et lag rent silisium. Det dopede laget har fått så riktige mengder germanium og karbon at atomstrukturen i hvert lag passer til hverandre. Selv om forskningen har mye igjen for å bli praktisk anvendbar hos Intel, er dette forklaringen på at den termoelektriske kjølingen er blitt langt mer effektiv enn ved tidligere konstruksjoner.

Til toppen