Vad sägs om 2,6 kW kylning med vatten som är inbyggd i kretsen? TSMC presenterar tester av system som ska cirkulera vatten runt kisel. Tekniken kan vara banbrytande men är också väldigt långt ifrån verkligheten.
Vatten och elektronik må ofta vara en usel kombination men med moderna vattenkylare har vattenkylning blivit enkelt och säkert för PC-användare. Nu utforskar TSMC möjligheten att göra vattenkylning betydligt mer avancerat. Med kretsintegrerad vattenkylning ska det vara möjligt att skapa kretsar som avger betydligt mer energi än tidigare.
Tre olika lösningar
Den nya teknik som TSMC presenterar är allt annat än mogen. Faktum är att TSMC inte ens testat den med faktiska halvledare. Testerna har istället gjorts med en upphettad kopparplatta. Företaget menar ändå att testerna ska vara representativa för hur tekniken ska fungera i framtiden. Med det sagt handlar det inte bara om en lösning, utan tre.
Den enklaste lösningen använder ett separat kisellager med mycket små fåror som ökar kontaktytan för vattnet som cirkulerar över kretsen. Den gör att inget vatten kommer i faktisk kontakt med kretsen. TSMC har testat att använda så kallad liquid metal som en typ av kylpasta mellan kretsen och det kylande kisellagret. Ett annat test bytte ut kylmediet mot en typ av kiseloxid, med bättre resultat.
Vattenfåror i kretsen
Den kanske mest banbrytande metoden som TSMC presenterade skapar vattenkylning direkt på den faktiska kretsen. TSMC testade att skapa fåror i den simulerade kretsen och testade även en lösning som skapade små öar av kisel, där vatten kunde cirkulera runt. Detta gav absolut bäst kylkapacitet, upp till 2,6 kW på en simulerad krets som var 780 mm² stor. Vi pratar alltså om en riktigt ordentlig krets. GA102, som sitter i Nvidia RTX 3080, mäter 628,4 mm². Det är dock också en krets med TDP på 350 watt. Med TSMCs nya lösning påstår företaget att de kan nå 2,6 kW.
Behovet av ny och kretsnära kylning kommer sannolikt att öka de kommande åren. Vi ser allt fler processorlösningar som till exempel innebär att kretsar staplas på varandra. Att till exempel kunna implementera kylning mellan lager eller åtminstone närmare kretsarna, kan vara en viktig nyckel för att göra dessa lösningar möjliga att skala i fortsättningen. Med det sagt är det uppenbart att TSMCs tester är långt i från verkligheten, just nu. Det finns sannolikt många problem att lösa och många frågor kvar att besvara. Hur påverkas kretsarna av vatten på kort och lång sikt och hur ska kretsen och kylningen kunna integreras i en konsumentprodukt?
Inget nytt under solen!
Fanns i högpresterande kretsar för ca: 35-40 år sedan. skillnaden var då att dom gick som kylkanaler (som rör) i kretsen.
Kommer inte ihåg om det var DEC eller IBM som hade lösningen i högpresterande kretsar, behöver antagligen knappt nämna att prislappen var utom räckhåll för en vanlig dödlig…. OK! Jag nämnde det 🙂