(Kingdiamond.vn) – Kim cương nhân tạo là một trong các vật liệu đang được thử nghiệm nhằm giải quyết vấn đề tản nhiệt, giúp phát triển những chip nhanh nhất thế giới.
Vi xử lý bán dẫn ngày càng nóng, tỏa ra nhiều nhiệt khi các kỹ sư cố nhồi nhét tính năng và cải thiện hiệu năng cho chúng. Điều này buộc Thung lũng Silicon tìm kiếm vật liệu mới để giải quyết vấn đề. “Giới hạn lớn nhất với hiệu năng của chip là nhiệt độ vận hành tối đa”, Andy Bechtolsheim, nhà đồng sáng lập kiêm tổng thiết kế phần cứng của Sun Microsystems, cho hay.
Bộ xử lý làm từ silicon chỉ có thể hoạt động ổn định ở nhiệt độ dưới 105°C. Các nhà phát triển phải tìm cách tản nhiệt nhanh nhất có thể nhằm bảo đảm khả năng vận hành.
Vấn đề nhiệt lượng
Gang Chen, Giám đốc văn phòng kỹ thuật nano tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), nói các bộ xử lý hiệu năng cao hiện đại có thể đạt mức tiêu thụ 100 W cho mỗi cm vuông diện tích. “Năng lượng đó sẽ chuyển thành nhiệt cần được giải phóng khỏi hệ thống”, ông nói.
Đây là vấn đề gai góc với những trung tâm dữ liệu hiện đại. Thế hệ chip sau có hiệu năng cao gấp nhiều lần sản phẩm đời trước, dẫn tới những đòi hỏi về cung cấp năng lượng và giải nhiệt. “Phát triển những dòng chip mới đòi hỏi mọi công nghệ hiện có, cùng hàng loạt vật liệu thay thế như kim cương nhân tạo”, Bechtolsheim nói.
Tấm đế thủy tinh thử nghiệm được Intel công bố. Ảnh: Intel Tấm đế thủy tinh cũng mang đến mật độ kết nối cao hơn, cho phép các bộ phận của chip giao tiếp nhanh hơn mà không tăng lượng điện tiêu thụ. Các kỹ sư Intel đã chứng minh được hiệu quả của công nghệ này trong điều kiện phòng thí nghiệm và dự kiến ra mắt chip dùng đế thủy tinh đầu tiên sau 2025. Loại bỏ silicon Giới khoa học và kỹ sư dự báo ngành công nghệ có thể loại bỏ hoàn toàn silicon khỏi chip bán dẫn trong tương lai. Một trong những phương án thay thế là boron arsenide, được các nhà nghiên cứu xác nhận là vật liệu có khả năng truyền nhiệt tốt thứ ba thế giới hiện nay. Trong khi kim cương là vật liệu cách điện, boron arsenide là chất bán dẫn tương tự silicon. Điều này cho phép nó trở thành vật liệu lý tưởng để phát triển vi xử lý với những tính năng chưa từng có, như tốc độ rất cao và khả năng tản nhiệt tốt. “Một ngày nào đó, chip máy tính có thể mang thiết kế từng được coi là kém khả thi, với thủy tinh trên cùng để cung cấp khả năng kết nối tốc độ cao, lớp silicon ba chiều ở giữa để thực hiện tính toán và tấm nền kim cương dưới cùng để thoát nhiệt”, Bechtolsheim nhận định. Điệp Anh (theo WSJ)