Ecco il raffreddamento a liquido direttamente on-die

Un gruppo di ricercatori del Georgia Tech ha ideato una tecnica che permette di avvicinare le capacità di raffreddamento delle tecnologie a liquido alla sorgente di calore nei moderni chip e processori. Tutto parte dall'idea di praticare dei microscopici "canali" nel die del chip, dove sia possibile far circolare un fluido al loro interno così da raffreddare i bollenti spiriti del processore.

Utilizzando un chip FPGA di Altera, realizzato a 28 nanometri, i ricercatori sono riusciti con questo stratagemma ad ottenere risultati molto interessanti: rispetto ai 60°C di temperatura d'esercizio in condizioni di raffreddamento ad aria, il chip riesce ad operare stabilmente a 24°C quando utilizzato con il sistema basato su microfluidica che fa uso di acqua a 20°C.

I microscopici canali sono stati incisi nel silicio, dove sono poi stati incorporati piccoli cilindretti di 100 micron di diametro, grossomodo simile allo spessore di un capello umano. I canali si trovano ad una distanza di poche centinaia di micron dai transistor del chip. Uno strato di silicio è quindi depositato sulla parte superiore del chip, così da poter sigillare il sistema di canali e lasciare un foro d'entrata e uno d'uscita per il passaggio del fluido.

I ricercatori hanno quindi utilizzato acqua de-ionizzata a 20°C che è stata pompata con una portata di 147 millilitri al minuto. In questo modo il chip può operare a temperature inferiori fino al 60% rispetto a chip simili raffreddati ad aria. L'auspicio è che questa tecnologia possa eliminare la necessità di dissipatori di calore o ventole direttamente sui chip e circuiti integrati, così da consentire la realizzazione di sistemi a più alte prestazioni e più compatti, magari anche grazie alla possibilità di impilare più chip.

Muhannad Bakir, professore associato del Georgia Tech, ha commentato: "Crediamo di aver eliminato una delle principali barriere alla costruzione di sistemi ad alte prestazioni, che siano più compatti e più efficienti dal punto di vista energetico. Crediamo che la possibilità di integrare con affidabilità il raffreddamento a microfluidica direttamente sul silicio sia una tecnologia rivoluzionaria per una nuova generazione di elettronica".