IBM ontwikkelt koelmethode voor chips

De hitteafgifte van chips is een groeiend probleem. Verhoging van de efficiëntie voor de chips zelf is nog niet afdoende, dus wordt er ook gekeken naar nieuwe koelingmethodes.

Onderzoekers van IBM hebben een nieuwe methode ontwikkeld om toekomstige chips te koelen. De wetenschappers in het lab te Zürich hebben technieken afgekeken van de natuur: hoe bomen hitte middels vloeistof afvoeren in bladeren. Ook het zweten van het menselijk lichaam dient als inspiratie voor IBM’s ‘high thermal conductivity interface technology’. Deze methode is volgens de onderzoekers twee keer zo efficiënt als huidige koelingmethodes.De IBM’ers hebben een chip-afdekplaatje ontwikkeld dat bovenaan een netwerk van vertakte kanalen heeft. Het patroon daarvan is zo ontworpen dat de druk van een koelblok de koelingspasta evenredig verspreidt over het chipoppervlak. Deze goede verdeling wordt bereikt met 50 procent minder druk en levert een tien keer zo efficiënte hitteafvoer op.De computerproducent implementeert nu de eerste fase van deze nieuwe geleidingstechniek in zijn chipproductie. Het betreft een beter contact tussen de chipkern en omringende componenten, om de hitte af te voeren naar de uiteindelijke koelblokken. De tweede fase omvat een nieuwe vorm van waterkoeling, ‘direct jet impingement’. Daarbij wordt in een gesloten systeem met wel 50.000 microkraantjes koelwater op het oppervlak van de chip gespoten en er via een boom-patroon weer afgezogen. Hiermee valt wel 370 Watt per vierkante centimeter te koelen, vergeleken met de 75 Watt van huidige luchtkoelingsystemen.Hedendaagse chips verbruiken tot wel 100 Watt per vierkante centimeter en worden daarmee zo’n tien keer warmer dan een standaard kookplaat. Voor toekomstige chips dreigt dit alleen maar erger te worden, dus is betere koeling noodzakelijk. Dit ondanks ontwikkelwerk van chipproducenten als AMD, Intel, Sun en ook IBM die zich meer richten op energieverbruik dan louter op pure prestatieverbetering.