پژوهشگران روش نوآورانهای برای خنککردن تراشهها با استفاده از لیزر توسعه دادهاند که بهطور موضعی گرما را از نقاط داغ تراشه جذب میکند.
به گزارش تکناک، استارتاپی به نام Maxwell Labs با پشتیبانی آزمایشگاه ملی Sandia، در حال توسعه فناوری جدیدی برای خنککردن تراشههای پیشرفته با استفاده از لیزر است. این روش نوین میتواند پاسخی به مشکل جدی دفع حرارت در مراکز داده مدرن باشد.
تامزهاردور مینویسد درحالیکه روشهای مختلفی چون خنکسازی با هوا، آب گرم، آب سرد و حتی غوطهوری استفاده شدهاند یا در حال آزمایش هستند، لیزر تاکنون بهعنوان ابزار خنککننده استفاده نشده بود. اکنون با فناوری جدید این استارتاپ، قرار است با استفاده از صفحات سرمایشی ویژه ساختهشده از نیمههادی گالیوم آرسناید (GaAs) فوقخالص، گرما از تراشهها با دقت زیاد حذف شود. این صفحات براثر تابش لیزر همدوس با طولموج مشخص نهتنها گرم نمیشوند؛ بلکه بهواسطه تحرک فراوان الکترونها در GaAs، گرما را دفع میکنند.
در این روش، صفحات GaAs بهصورت نازک و در بخشهای پرحرارت تراشه نصب میشوند و الگوهای میکروسکوپی داخل آنها، پرتوهای لیزر را با دقت بهسمت نقاط داغ هدایت میکنند. هدف این نیست که کل سیستم را با GaAs خنک کنند؛ بلکه این فناوری برای خنکسازی موضعی بسیار مؤثر خواهد بود. طبق گزارشها، این تکنیک برپایه پژوهشهایی است که از سال ۲۰۱۲ در دانشگاه کپنهاگ آغاز شده بود؛ جایی که با روش مشابه، غشایی کوچک تا دمای ۲۶۹- درجه سانتیگراد خنک شد.
یکی از قابلیتهای منحصربهفرد این سیستم، بازیابی انرژی گرمایی حذفشده است. بهجای آنکه گرمای تراشهها بهسادگی هدر رود، این انرژی بهصورت فوتونهای قابل استفاده منتشر میشود و سپس میتوان آن را دوباره به برق تبدیل کرد. بدینترتیب، بازدهی انرژی کلی سیستمهای پردازشی افزایش مییابد؛ هرچند هنوز میزان کارایی این فرایند دقیق مشخص نیست.
هرچند خنککردن تراشهها با لیزر روشی نوآورانه است، با موانعی جدی درزمینه هزینه و تولید همراه است. تولید صفحات GaAs فوقخالص نیازمند فرایندهایی بسیار پیچیده و پرهزینه مانند رسوبدهی پرتو مولکولی (MBE) یا رسوبدهی بخار فلزآلی (MOCVD) است. ازآنجاکه خلوص بلورها باید بسیار زیاد باشد، احتمال وجود نقص در فرایند تولید زیاد است که این خود به افزایش هزینه منجر میشود.
درحالحاضر، قیمت یک ویفر ۲۰۰ میلیمتری GaAs حدود ۵,۰۰۰ دلار برآورد میشود؛ درحالیکه ویفری با همین اندازه از جنس سیلیکون فقط حدود ۵ دلار قیمت دارد. درمجموع، خنکسازی با لیزر میتواند دریچهای به آیندهای کارآمدتر در دنیای محاسبات باز کند؛ آیندهای که با چالشهای فنی و اقتصادی فراوانی نیز روبهروست.
