2005年4月19日
研究人员普渡大学与其他大学合作设计技术,提出了一个新的中心将需要在未来几十年里冷却先进的计算机芯片。
“底线是,在这个问题上我们都要开始工作现在,或计算机行业会碰壁在大约15年,“说Suresh盖瑞普渡大学机械工程教授。“未来的计算机芯片将产生10倍更多的热量比今天的计算机芯片,这意味着我们将需要新的冷却技术。”
盖瑞组织了一个为期两天的研讨会上电热合作设计未来的电子、普渡3月份举行的专家行业,政府和学术界中识别关键问题和挑战就未来chip-cooling需求。
随着计算机芯片变得越来越紧凑,更多的电路将挤在一个较小的区域,产生额外的热量。因为多余的热量减少了电脑芯片的性能和最终能摧毁的电路,它将是至关重要的“合作设计新的冷却技术,盖瑞说。
”“合作设计”,我们的意思是,所有的人参与这些芯片设计工程师创建电路和设备的处理部分芯片和专家使冷却系统——从一开始就应该一起工作,”盖瑞说。“这样,创新类型的冷却设备将被集成到芯片,而不是添加后,目前它是如何做的。”
八所大学的研究人员将努力开发原型提出中心电热合作设计未来的电子产品,,如果资金,可能会在2006年6月开始营业。中心的大学也提交了一份提案,美国国家科学基金会。欧洲杯线上买球盖瑞领导的努力形成Sachin Sapatnekar中心:罗伯特和马约莉亨利教授的明尼苏达大学电子与计算机工程。
工业和政府参加研讨会的专家表示,该中心的一个关键的角色应该是帮助企业探索高风险的概念,研究可能导致真正革命性的技术但太不确定为追求从商业的观点。
Alan b . Rohwer说道,雷神公司的经理说,国防工业已经很难看到需要超过5年后的未来,因此,中心可以提供急需的长期研究和发展的一个重要机会。
这样一个中心的另一个重要的角色,Rohwer说道说,应该是培养学生,在本科和研究生水平,因此大学毕业生将准备工作。
新中心将创建包含电路的原型和设备运行在电力更少,产生更少的热量,同时使用创新的微型冷却系统。研究人员还将专注于开发软件,帮助工程师设计这些未来的芯片。
“你目前做的是让人们做电气设计,然后把它扔到热人,和冷却方面得到解决,”盖瑞说。“在我们提出的方法,电气工程师不会只设计一个基于芯片的电气方面的考虑,但跟热工程师说,“我有这些可能性,更好地从热的角度来看是什么?和热工程师可能会说,这种材料可能是伟大的电,但它却非常贫穷的散热性能,同时满足两个要求”和提供妥协的选择。”
专家从大约25家公司和联邦机构出席了研讨会3月8和9普渡。与会者包括来自英特尔(intc . o:行情)的专家列表,IBM,高级微设备公司,通用电气,惠普(hewlett - packard)发展有限公司德尔福电子和安全,索尼公司(Sony Corp .)诺基亚(Nokia Corp .),美国宇航局艾姆斯研究中心和美国国防高级研究计划局和美国国防部高级研究计划局。
“这是一个听会话,从本质上讲,一个机会的本质如何攻击这个冷却的挑战,”盖瑞说。
芯片在今天的计算机冷却主要有装配包含传统的风扇和散热片,或包含翼散热金属板。
当前芯片产生50 - 100瓦的热量每平方厘米。
”,但在未来,说15到20年后,热一代可能会比这更多,特别是在所谓的热点地区,在那里几千瓦的热量每平方厘米可能产生在非常小的区域的芯片,”盖瑞说。“我们想要开发原型能够处理芯片产生超过2000瓦每平方厘米热点地区,这是明显更多的热量比是由今天的芯片。”
当前集成电路或计算机芯片,包含约1亿个晶体管。在2010年,这个数字将增长到大约十亿在一个芯片上的晶体管。
“每个芯片的晶体管数量每18个月就翻一番,据称为摩尔定律的一般原则,“Sapatnekar说。“从一个芯片上的晶体管的1960年代,我们现在的时代,billion-transistor芯片将成为现实。”
未来将形状不像芯片和计算机微处理器可能更像方块——一个包含许多3 d结构层的电路与微型冷却设备和设备集成。多维数据集可能包含“式微通道”,循环冷却液体和固体冰箱工作的人类头发宽度的一半,没有移动部件。
“我们称之为新概念芯片小冰块,即三维整体冷却电子,”盖瑞说。
研究人员还计划开发一个“小冰块的软件平台”,或“SPICE-cubed”,这将需要设计小冰块芯片。
“软件平台将会给更广泛的社区软件工具包的设计工具和设计未来的电子产品,”盖瑞说。
中心将努力开发技术,如微型温度传感器和一个“智能配电”系统,选择性地关闭了处理器的电力部分不需要在给定的时间。其他可能的未来的创新追求的中心包括各种新类型的冷却设备,微型泵循环冷却液和方法利用芯片产生的热量发电。
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